医学论文开题报告范文模板
在正式动笔写作毕业论文之前要求学生写出开题报告,以便指导老师能根据学生对文献的综述和对所选论题的认识,确定其可行性。以下是我收集整理的医学论文开题报告范文模板,供大家参考和借鉴。
一、课题意义及国内外研究现状
1、选题意义
慢性肺源性心脏病,简称慢性肺心病,是由肺组织、肺血管或胸廓的慢性病
变引起的肺组织结构和(或)功能异常,产生肺血管阻力增加,肺动脉压力升高,使右心室扩张和(或)肥厚,伴或不伴有右心衰竭的一类心脏病,并排除先天性心脏病和左心病变引起者。肺心病在我国是常见病,多发病。二十世纪七十年代的普查结果表明,>14岁人群慢性肺心病的患病率为‰[1].据流行病学调查,在我国肺心病的发病率较高,人群中的平均患病率为,尤以东北和华北地区较多,在各种器质性心脏病中,肺心病所占的百分比分别为 18%~37%和12%~34%.肺心病患者多数预后较差,病死率在10%-15%左右,原发病及呼吸衰竭是其主要死因[2],总体说明患病率仍然居高,仍是危害人生命健康的主要原因之一。
随着社会医疗保险制度的建立健全,慢性肺源性心脏病在基层医院的就诊率
增加,使得基层医务工作者对此病的研究越来越多。对于慢性肺心病的治疗原则是积极控制感染;畅通呼吸道;改善呼吸功能;纠正缺氧和二氧化碳潴留、控制呼吸和心力衰竭;控制心力衰竭;积极处理并发症。但在以往的'控制心力衰竭方面主要是增强心肌收缩力,减轻心脏负荷,扩张血管。在增强心肌收缩力方面,洋地黄类药物应用起来有一些弊端,尤其在慢性肺心病患者,常常合并电解质紊乱,因洋地黄安全范围较小,此种情况下极易导致洋地黄药物中毒,限制了洋地黄药物的应用;减轻心脏负荷方面,频繁的利尿易导致痰液粘稠,带来感染不易控制、窒息等麻烦;扩张血管药物会导致血压不稳定,不利于心力衰竭的纠正。如何做到既保证畅通呼吸道,纠正缺氧,又能够及早控制心力衰竭避免病情进一步加重,哪些指标能够尽早提示我们病情的转归,指导我们的治疗,避免过度医疗,成为慢性肺心病临床治疗重要课题。
丹参川芎注射液在呼吸系统疾病中应用广泛,本研究以呼吸内科确诊为慢性肺心病的患者为研究对象,在常规治疗的基础上加丹参川芎嗪注射液治疗,观察检测患者治疗前后,D-二聚体、N端脑钠肽及肌钙蛋白三项指标的变化,评估丹参川芎注射液对慢性肺源性心脏病的治疗效果,这对慢性肺源性心脏病合理治疗,改善患者生活质量,减少患者住院天数,降低医疗资源过度消耗有重要意义。
2、国内外研究现状:
丹参川芎嗪注射液采取祖国传统中医理论为基础研制而成,在国外研究相对较少。该药物价格便宜,应用广泛。在国内已有报道,在常规治疗基础上加丹参川芎嗪注射液有明显改善慢性肺心病患者的血液粘稠度,动脉血二氧化碳分压,动脉血氧分压,血红蛋白,红细胞压积及肺血流图的作用。丹参及川芎嗪均有抑制血小板凝聚,扩张冠状动脉,改善微循环,抗心肌缺血和心肌梗死的作用。丹参还能够调节心律,提高机体耐缺氧能力,有抗凝血,促进纤溶,抑制血栓形成的作用;能够降低血脂,抑制冠脉粥样硬化形成;能够抑制或减轻肝细胞变性、坏死及炎症反应,促进肝细胞再生,并有抗纤维化作用。川芎嗪有明显的镇静作用,而对延脑呼吸中枢、血管运动中枢及脊髓反射中枢具有兴奋作用,并对已聚集的血小板有解聚作用,有降低血液粘度,加速红细胞流速的作用。
亦有研究报道,D-二聚体是交联纤维蛋白特异性降解产物,血液中的D-二聚体是特异性反映体内高凝状态和继发纤溶亢进的标志之一,其水平的增高不仅可反映继发性纤溶亢进的存在,而且也间接地反映凝血酶活性的增强,对慢性肺心病高凝状态的诊断、疗效观察具有应用价值[3].血浆N端脑钠肽在慢性肺心病失代偿期显着升高,对肺心病的病情判断有一定意义,是检测急性充血性心力衰竭一种方便、及时、准确、有效的方法[4].肺心病患者急性发作期肌钙蛋白明显升高是病情危重的可靠信号,及时采取积极有效的救治措施,对于减少患者的病死率有重要意义[5].本研究预采用D-二聚体、N端脑钠肽及肌钙蛋白三项指标,综合评估丹参川芎嗪注射液对慢性肺源性心脏病的临床疗效,用以指导临床用药。
二、课题研究目标、研究内容和拟解决的关键性问题
1、课题研究目标:
(1)明确丹参川芎嗪注射液对慢性肺源性心脏病患者D-二聚体、N端脑钠肽及肌钙蛋白的影响。
(2)合理应用丹参川芎嗪注射液对能否改善慢性肺源性心脏病患者、生存质量、预后以及优化医疗资源配置的意义。
2、研究内容:
(1)观察患者治疗前后病情改善情况:观察HR,Rr,pH,CO2,PaCO2(mmHg),PaO2(mmHg),[HCO3-](mmol/L),SaO2(%)指标。
(2)检测患者治疗前后血浆D-二聚体、N端脑钠肽及肌钙蛋白的生化指标。
3、拟解决的关键性问题:
(1)研究对象在治疗上的依从性,是保证该项研究完整进行的基本条件。(2)患者血浆D-二聚体、N端脑钠肽及肌钙蛋白生化指标的检测,目前在我院呼吸科都能对上述指标进行检测,减少标本送检中间环节,是保证标本信息准确可靠的关键。
三、拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及其可行性分析
1、研究方法:
①入组标准:慢性肺心病采用叶任高、陆再英主编第6版内科学“肺动脉高压与肺源性心脏病”诊断标准。
②研究对象收集20xx年1月1日-20xx年12月31日在我院住院的40~90岁所有慢性肺心病患者,按性别、年龄、病情搭配的原则,将研究对象分为:研究组(常规治疗+丹参川芎注射液10ml静脉滴注),对照组(常规治疗+丹参川芎注射液5ml静脉滴注)。均为1次/日,10-14天为一个疗程。研究组与对照组其他治疗相同。
③实验过程入院24小时内、出院前一天分别做血浆D-二聚体、N端脑钠肽及肌钙蛋白的检测,指标检测器械为:由南京普朗医疗设备有限公司生产FIA8000免疫定量分析仪,标本采集、操作过程均由研究者本人亲自承担。所有研究对象按计划完成血生化检查。血常规、肝功能、肾功能、电解质、凝血功能、二氧化碳、微生物等血生化指标检测均在我院检验科完成。
④数据分析对研究组、对照组各指标进行统计分析。
2、技术路线:
(1)收集病人。
(2)记录数据、整理资料。
(3)统计分析采用统计软件进行分析。
(4)得出结论,撰写论文
3、试验方案:入院24小时内、出院前一天分别做血浆D-二聚体、N端脑钠肽及肌钙蛋白的检测,指标检测器械为:由南京普朗医疗设备有限公司生产 FIA8000免疫定量分析仪,标本采集、操作过程均由研究者本人亲自承担。所有研究对象按计划完成血生化检查。血常规、肝功能、肾功能、电解质、凝血功能、二氧化碳、微生物等血生化指标检测均在我院检验科完成。
4、可行性分析:
(1)冬季慢性肺心病患者数量多,病例资料容易收集,而且丹参川芎嗪注射液在临床上应用广泛。
(2)我们医院呼吸科能够科内独立完成血浆D-二聚体、N端脑钠肽及肌钙蛋白的检测,可以轻松获得实验结果,余相关指标医院检验科也可获得。因此在选题上可行性较强。课题的研究得到科室的大力支持,相信可以圆满地完成课题。
四、课题的创新性
丹参川芎嗪注射液在呼吸科应用广泛,该药物对改善患者微循环已有较多研究。但在以往研究中,较少检测生化指标,或检测指标项目较少而不能全面准确的评估患者病情以及药物疗效,不能及时用来指导临床用药。因此本研究采用丹参川芎嗪注射液对慢性肺源性心脏病患者血浆D-二聚体、N端脑钠肽及肌钙蛋白的影响,以期客观评估临床疗效,及时的指导慢性肺源性心脏病的临床治疗,改善患者生活质量,减少住院天数,减少医疗资源不必要的浪费。
五、计划进度、预期进展和预期成果
1、计划进度:
(1)20xx年10月1日-20xx年12月31日收集病例。
(2)20xx、2整理及分析数据。
(3)20xx、2-20xx、3撰写论文、定稿。
2、预期进展:各项计划规定时间内完成。
3、预期成果:发表2篇文章。
参考文献:
[1]叶任高,陆再英。肺动脉高压与肺源性心脏病。内科学,第6版,第二篇,第九章。
[2]蒲芋伶。浅谈慢性肺源性心脏病的护理和健康教育。求医问药,1672-2523(2012)10-0191-01.
[3]童亚玲,李乾兵,徐建林。慢性肺心病急性加重期患者动脉血气、血浆BNP与D-二聚体、及血流变学相关研究。皖南医学院学报[J],2013,32(4):1002-0217(2013)04-0278-03.
[4]仇爱民,陶章,张梅林等。脑钠肽对评估慢性阻塞性肺病和慢性肺源性心脏病严重程度的意义[J].临床肺科杂志。(4)::631-632.
毕业设计论文之家护理大专毕业论文范文匹那地尔对大鼠心肌细胞内钙及舒缩功能的影响康斯特保护液与其它心脏停搏液心肌保护作用比较康斯特保护液与晶体或含血停搏液的作用比较康斯特保护液对中低温离体大鼠心肌的保护作用康斯特保护液对未成熟心肌保护效果的临床观察脊髓缺血损伤动物模型的建立高龄患者瓣膜手术的体外循环管理非体外循环冠脉搭桥术后血管麻痹综合征二氮嗪对大鼠心肌缺血再灌注损伤的影响单泵双/三管及单/双侧选择性脑灌注在全主动脉弓替换术中的应用超滤在婴儿先天性心脏病手术中的应用研究小儿心脏不停跳心内直视手术的体外循环体会乙型肝炎病毒携带者心脏手术150例出血问题及处理体会儿童心肺转流中不同预充基础液的应用比较心肌肌钙蛋白I对心内直视手术心肌损伤的判定价值婴幼儿心脏手术围体外循环期间胶体渗透压的变化白细胞过滤对肺保护作用的临床研究不同血浆代用品对红细胞聚集性的影响低体重新生儿行大动脉置换手术的心肺转流报告左心辅助泵在心脏术后严重心力衰竭患者中的应用体外循环和非体外循环搭桥过程中心肌损伤的比较34例主动脉瘤的体外循环转流体会不同肺保护剂对兔体外循环手术肺保护的比较供心冷缺血保存时间较长的体外循环管理红细胞生成素在瓣膜置换术中的应用及量效关系全胸腔镜下房间隔缺损手术的动物实验深低温区域性脑灌注在婴幼儿主动脉缩窄Ⅰ期矫治术中的应用深低温体外循环温度管理深低温停循环下行巨大颅内动脉瘤夹闭术体外循环对抗心磷脂抗体的影响记得采纳啊
肌钙蛋白升高意味着什么?首选答案肯定是急性心肌梗死(AMI)!前几年这样回答没问题,现在由于“高敏感肌钙蛋白”的出现,这样回答就不准确了。著名专家Alan Wu教授在2013年6月的一次讲座幻灯片中引用了一张“三车追尾车祸现场”照片,很形象地讲述了高敏感肌钙蛋白检测目前所出现的局面。 造成以上结果的原因,关键还是交流不够。临床医生对高敏肌钙蛋白学习了解不够;检验科主动走入临床的宣传交流不够。再加上还有一些检验科的质量存在问题,不能时刻保证结果的精确和可控等。 这些问题几年前在欧洲已出现过,美国食品和药物管理局(FDA)马上要批准其投入临床,也会遇到这些问题。但美国人在正式使用前做了许多工作,形成一些“共识”,最主要的目的是:要先让临床医生知道如何最佳地应用及对结果进行科学合理的解释。 在我国,许多医院已使用高敏肌钙蛋白检测试剂有4年了,遇到了越来越多的问题。如何规避一些问题,如何统一认识?我们认为,检验与临床应该加强学习、交流,借鉴欧美经验,避免走弯路或回头路,尽快形成共识。 首先要明确的是,“高敏肌钙蛋白”是检测实验特性的反映(即检测敏感性的提高),而非反映心脏肌钙蛋白的新形式。大多数“高敏”试剂只是加大样本检测量,标记抗体检测浓度的增加,降低缓冲液本底信号及反应时间延长等方面做了优化改进。 改进的结果是检测敏感性有了10倍的提高,胞浆内6%-8%游离肌钙蛋白的释放就能检出。由于试剂校准物是大肠埃希菌人类cTnT重组体,cTnT第5代试剂校准物与第4代不完全相同,所以同一样本检测的结果会不同,如第4代hs-cTnT临界值(cut-off)值为30ng/L,而第5代cut-off值为50ng/L。关于cTnl标准化问题,虽然一致性的改善达10倍以上,但标准化问题仍未解决。 当cTn升高与临床状况不相关和(或)其升高随时间的改变而无变化,则要考虑分析假阳性问题。最常见的问题是纤维蛋白干扰,应再离心重做。一些干扰性抗体会造成假阳性和假阴性,实验室使用封闭抗体(试剂盒内应配有)会很容易解决。另外,使用倍比稀释也可以辨别干扰物质对hs-cTn而言,样本的前处理及上述问题的关注显得更加重要。 首先,要实现几个统一。第一,命名统一,现英文文献中出现“high-performance”,“highly sensitive”,“high-sensitive”,“ultra sensitive”,“noval highly sensitive”,“sensitive”,“high sensitivity”等。Apple等建议Clinical Chemistry杂志及所有科学文献中统一使用“high-sensitivity”。 同样国内名称也很多,如“高敏”,“高敏感”“超敏”,“增强型”“超超敏”等,建议统一称为“高敏肌钙蛋白(hs-cTn)”。第二,定义统一,要求满足两个条件:首先,第99百分位值处的变异系数(cv)值≤10%。其次.健康人群中,低于第99百分位值的检出率要超过50%(最佳状态>95%)。 目前,有5种hs-cTnl及1个hs-cTnT试剂能满足上述标准,但只有Roche的hs-cTnT检测在全球范围内使用(美国除外,目前为止FDA未批准),其他几种hs-cTnl试剂在2014年会陆续在国内注册批准而投入临床应用。最后,单位统一,单位统一才能避免混乱,建议采用:ng/L或pg/ml,替代目前常用的mg/ml或ug/L。 2012年“第3版心肌梗死全球定义”尽管再次提出以第99百分位值作为诊断MI的cut-off值,但文件中明确要求第99百分位值MI诊断的辨别能力,必须与所使用的具体试剂及所在实验室的质控情况来决定。 试剂商要结合使用人群的实际情况提供各自试剂的第99百分位值,且反复强调同一样本不同的检测试剂的结果会不同,不同的试剂第99百分位值会不同。但实际应用中发现这些数据的一致性较差,到目前为止,还没有一个明确的标准用于第99百分位值的统计分析和计算。 健康人群的定义是什么仍是当前争论的热点。Apple和Collinson认为健康人群的判断要考虑几点:(1)询问个人用药史,如高脂血症患者他汀类药服用史;(2)易引发心血管病变的并发症,如肾病或糖尿病史;(3)临床大夫通过查体,或心电图和超声心动图确定。 根据心脏病发病人群的分布情况分为年轻人组(<30岁)和中老年人组(>30,中位值60-65岁,代表着心脏病的高发年龄),各自选择健康人群,要求询问既往病史,判断潜在的疾病状况,以及检测BNP/Nt-proBNP以排除心功能不全者。分组要考虑性别平衡及种族及人种。 有文章要求更高‘纠,即参考范围的确定应该参照人口统计学特征,包括血压、血糖,血清肌酐、BNP在正常范围内,无服用治疗心脏病药物,通过心脏超声,心脏MRI/CT检查无结构性心脏病等,满足这些条件是一个很大挑战,特别是老年人群。 CLSI的建议是每组最少120人,但这只适用于正态分布非参数评估方法的95%(和)参考区间的制定,其不适合第99百分位值的制定,建议300-500人比较恰当。 使用前一代试剂在临床实践中考虑生物学变异不现实,因为这些试剂不能可靠地在健康人群中检出cTn,大多数试剂在健康人群中的检出率小于15%。Apple进行了上述5种高敏试剂生物学变异的研究,他发现个体内变异,,;参考值变化范围在±。 2007年及2012年心肌梗死全球定义,关于肌钙蛋白检测有两个条件,即≥第99百分位值,同时要求该处CV值≤10%,满足这两种要求可以发现系列检测的显著变化。 尽管第99百分位值处的cv值≤20%并不会导致诊断和危险分层的误判,但如果该处cv值≤10%的话,这对实验室及临床医生是非常有帮助,因为,这可使他们相信检验报告及随时间而变的变化值,这不是分析“噪音”所致。 2012年第3版“心肌梗死诊断全球定义”再次强调:心血管标志物检测(最好是肌钙蛋白)升高和(或)降低,至少1次测定值超过第99百分位的数值,伴有下列至少一项:缺血症状;ECC改变;影像学证据。把肌钙蛋白检测作为诊断MI的首选及必要条件。 但我们必须知道:肌钙蛋白是实验室对心肌坏死/损伤的检测,而MI是临床诊断。所有任何实验室检测结果的解释都不能脱离临床背景。不要忘记:hs-cTn应用到临床的主要挑战是不恰当的检测及对结果不正确的解读,而不是标志物本身。 诊断ACS的基石仍然是完整和详细的病史,心电图和cTn的结合是当前诊断的核心。一句话“临床背景是关键”。用好了,才会在解渎、诊断、危险分层及患者管理等方面“游刃有余”。 随着医学的不断进步,心肌梗死或损伤标志物也在不断变化发展。从“传统的心肌酶谱”到曾经的“金标准”CK-MB,再到目前为止最特异的心肌损伤/坏死标志物--肌钙蛋白T/I;从曾经的“心肌梗死标志物”到“心肌损伤标志物”;从单纯的心肌梗死诊断到急性冠状动脉综合征(ACS)及危险分层概念的提出。 这些都体现出检验医学在心血管领域的快速发展和不断进步,这样做的关键是使患者获益。近几年,肌钙蛋白检测的最低检出限在不断下降,同时检测的精密度在不断上升,推出了“高敏肌钙蛋白”,导致诊断心肌损伤的范围发生了“翻天覆地”的变化。但要知到:肌钙蛋白检测可以特异性地反映心肌细胞的损伤/坏死,但不能反映特异性的损伤机制。 也就是说,目前是“只管后果,不管过程”。因此,我们的惯性思维也要改变,现在必须知道高敏肌钙蛋白升高的原因归因于四个方面:1型MI或2型MI;非ACS急性病情状况;或非ACS慢性病情状况。 既然有上述四种情况存在,故在具体临床应用中,“高敏肌钙蛋白”受到“非议”就在所难免。但不能因为非议/不理解而退缩不前,甚至走回头路。 因为: 一、采用第99百分位值作为诊断MI的cut-off值,使以前被临床诊断为不稳定心绞痛者,现更多地被诊断为非ST段抬高性急性心肌梗死,这有利于临床采取更积极的治疗措施,使患者获益,这是高敏肌钙蛋白应用到临床的主要价值之一。 二、不管由于什么原因,肌钙蛋白升高意味着患者预后不好,要积极寻找病因,积极治疗,这已形成共识。尽管欧、美国家也有医生抱怨许多情况肌钙蛋白升高与ACS无关,称其为“troponimemia”或“troponinosis”,但他们在积极面对,同时不回避存在问题。 1.充分了解高敏肌钙蛋白的病理生理学意义:要知道会有相当一部分(50%-95%以上)所谓“正常人群”可以被检测出;要知道高敏肌钙蛋白血中检出时间窗会比前一代产品早2-3h;要知道其对心肌损伤的检测有帮助; 要知道肌钙蛋白是一个高度个体化的检测指标(个体指数较低),要考虑生物学变异,即个体内变异对连续结果判断的影响,相似人群hsTnT(CVi,48%),hsTnl(CVi,)和个体间变异。 2.检验科的结果要精确可控:分析变异≤20%,最好<10%(第99百分位值处cv值>10%,就不能称其为“高敏感”);出报告要快,TAT时间<60min(最好<50min);设备要24h开机,做好低水平浓度室内质控,参加高质量室间质控;加强设备保养,保持设备最佳状态。 3.临床医生要尽快知道肌钙蛋白升高是急性升高还是慢性升高:即使是急性升高同样也存在有AMI和非心肌缺血性急性心肌损伤(NAMI)。 非心肌缺血性急性心肌损伤则有下列情况: (1)直接性心肌损伤:CHF、感染(病毒性心肌炎、感染性心内膜炎)、炎症、心肌炎、心包炎、恶性肿瘤、肿瘤化疗、创伤、电休克、心脏射频消融术、浸润性疾病、应激性心肌病左心室心尖球囊综合征; (2)其他原因如肺栓塞、脓毒血症、肾功能衰竭、脑血管意外及蛛网膜下腔出血。 **五、肌钙蛋白检测的灵敏度不断提高是否有必要** 2011年2月的AACC NEWS上公布的几种“高敏肌钙蛋白检测系统”,如Beckman Coulter Access hs-cTnl[最低检测限(LOD) ,99th% ,10%CV ,低于99t%检测值≥95%];Nanosphere hs-cTnl(LOD ,99th% ,10%CV ,低于99th%检测值75%-95%); Roche-hs-cTnT(LOD ,00th% ,10%CV ,低于99th%检测值≥95%);Singulexmolecular cTnl(LOD ,99th% ,10%CV ,低于99th%检测值≥95%),上述有几个LOD<1 pg/ml。 在目前临床需要继续提高敏感性。笔者认为有必要!因为,最终判断肌钙蛋白对心肌损伤的“具有器官特异性,而无疾病特异性”问题还是要通过对心肌细胞相关损伤蛋白修饰作用不同机制的深入研究及提高检测灵敏度来解决。 Omland等使用雅培新一代hs-cTnl检测试剂针对稳定性冠心病患者的研究发现,在慢性阶段,hs-cTnT和hs-cTnl释放浓度的相关性为中度,这提示两者的释放机制和潜在的降解方式可能不同。进一步讲,hs-cTnl而非hs-cTnT是显著和独立的预测先前和随后发生AMI的相关因素。 其发现在AMl发生前,hs-cTnl出现在血循环中比hs-cTnT更重要。每种cTn亚单位起到独立的功能作用,不同的片段可能有不同的生物学活性(生物特征及转录特性不同),其反映细微的心脏损伤病因学及从血中的清除机制不同,这是否存在不同的诊断和预测特性,确切机制仍不清楚。 另有研究发现:hs-cTnT可作为一个诊断工具,即立即排除AMI。他们使用Roche第5代cTnT检测试剂(Lod<3ng/L,第99百分位值14ng/L),对703位因胸痛怀疑AMI的急诊患者行为期6个月的追踪随访。 发现,hs-cTnT>14ng/L者中,111例为AMI,101例为非AMl;hs-cTnT3-14ng/L者中,有19例为AMI,277例为非AMI患者;特别引人关注的是195例hs-cTnT<3ng/L患者,半年内无一例最终诊断为AMI。 他们的研究很好地证实了:高于第99百分位值,不全是AMI;低于第99百分位值者,不能立即排除AMI;低于最低检测限(Lod)者,可立即排除AMI。为此,克利夫兰心脏中心急诊医生Peacock专门为本研究写下评论性文章:阴性的价值。 尽管只有的胸痛患者通过这一单一实验进行了排除AMI,这一数字的临床相关性可能太小,但这一策略应用到具体实践中的获益是巨大的,这意味着AMI的精确排除。所以,如果在症状出现后6-9h还没有hs-cTn的升高,则不要考虑MI。 关于药物的心脏毒性作用,专家共识一致认为:对于检测药物相关心肌损伤,hs-cTn是最佳生物标志物。现在制药公司已开始使用hs-cTn去评估潜在的心脏毒性成分,这些研究有可能揭示出新的潜在的重要病理生理学意义,但这些都是要有检测的高敏感性做保障。 如此广泛地检测到低水平cTn水平,尽管对其结果的解释将面临挑战,但会开启一个新时代,即对于亚临床人群筛查和提高疾病的监测速度。所以,Jaffe在文章的最后讲到:这是一个令人兴奋的时代,因为,肌钙蛋白升高可以揭露一些新的病理生理学问题,这些会有利于患者。 hs-cTn的高阴性预测值和低假阴性率是明确的,但阳性预测值也给临床带来“麻烦不断”。尽管反复强调:要着重考虑cTn升高意味着什么,而不是降低MI的诊断阈值。cTn升高意味着预后不良,但由于cTn升高而引起的不恰当治疗同样也很危险。为了克服这些问题,人们在尝试各种检测流程。 尽管cut-off值降低会带来诊断敏感性提高,特异性降低的“双刃剑”问题,但“抬高门槛”则“高敏”就没有意义,其价值就会大打折扣,一定会“漏诊/掩盖”许多问题,这不利于患者的及时干预治疗。 2007年和2012年全球心梗定义都提到的肌钙蛋白“升高或降低”模式,其含义就是连续监测、动态观察。在实际临床应用中,只有肌钙蛋白浓度很低时使用动态观察才有价值(当然动态会改善诊断急性损伤的特异性,但牺牲敏感性)。 NACB建议两次结果相差20%(以基线为基础),但这一值只是经验之谈,因为,这一值已超过了分析变异(是分析变异的最低要求)。随着hs-cTn的出现,的确有一些患者并没有心肌缺血/梗死,却出现“相对值较大,但绝对值不高”的情况,但这些,“小绝对值增高者”最终并不是MI。故有研究者提出按浓度的高低分段判断, hs-cTnT≤53ng/L,变化值以50%为标准,高于53ng/L则变化值以20%为标准。挪威实验室建议不用第99百分位值,而选定作为MI的cut-off值,以避免MI的过诊断(特别是老年人血循环中cTnT会高于,年龄、性别会导致不同的cut-off值)。针对hs-cTnl目前还没有较大型的研究提出具体方案。 针对会引起hs-cTn升高的上述4种情况(1型MI或2型MI;非ACS急性病情状况,或非ACS慢性病情状况),2012年ACCF关于肌钙蛋白升高临床解读专家共识列出诊断流程图供临床参考。 胸痛患者hs-cTn>第99百分位值时考虑两种情况: 一、慢性升高(hs-cTn升高,但连续监测无升高或降低情况出现),则考虑结构性心脏病,慢性肾脏疾病可能,建议超声心动图检测确认。 二、急性升高(经连续监测有升高或降低情况出现),结合[临床病史 ](),ECG或心脏影像检测等判断是否存在心脏缺血机制,如果不存在心肌缺血的可能,则考虑非缺血性急性心肌损伤,如肺栓塞,急性心力衰竭等,临床治疗原发病变,但要考虑cTn升高为预后不良标志物。 如果,临床判断考虑有心肌缺血损伤机制存在,这种情况又分为两种可能。其一,临床表现考虑由粥样斑块破裂引起,则诊断为1型MI,按指南要求治疗AMI;其二,如考虑其他突发的非冠状动脉病变情况,如贫血,快速性心律失常,严重性高血压等,这些情况则诊断为2型MI,临床要考虑纠正突发病变,考虑使用阿司匹林和β受体阻滞剂。 该流程的制定目的是提高特异性和阳性预测值及缩短观察时间,这一流程在临床应用中效果如何?要经过临床验证。到目前为止还没形成指南性文件。 最后,我们要清楚地认识到,hs-cTn检测对患者的获益是巨大的,同时在临床实践中临床医生仍将面临“无数挑战”,因为其是一个“不可知者”(agnostic)标志物,还有许多未解之谜!
背景: 呼吸困难是一种常见的症状,影响了 非卧床环境(patients seen in the ambulatory setting) 中多达25%的患者。 它可能来自许多不同的潜在疾病,有时甚至是威胁生命的疾病的一种表现。 方法: 这篇综述是基于在PubMed中通过选择性搜索检索到的相关文章,以及相关指南。 结果: 呼吸困难一词是指各种各样的主观感知,其中一些会受到患者情绪状态的影响。 急性呼吸困难和慢性呼吸困难之间有区别:按照定义,后者已经存在了 四个多星期 。 病史,体格检查和观察患者的呼吸模式通常会导致正确的诊断,但是在 30%至50%的病例中 ,需要进行更多的诊断研究,包括生物标记物测量和其他辅助检查。 当同时存在多种潜在疾病时,很难确定诊断。 呼吸困难的原因包括心脏和肺部疾病(充血性心力衰竭,急性冠状动脉综合征,肺炎,慢性阻塞性肺疾病)和许多其他状况(贫血,精神障碍)。 结论: 呼吸困难的许多原因使其诊断具有挑战性。 它的快速评估和诊断对于降低死亡率和减轻疾病负担至关重要。 呼吸困难(呼吸急促)是一种常见症状,影响了非卧床环境中多达25%的患者。 它可能是由许多不同的潜在疾病引起的,其中一些疾病可能会急性发作并危及生命(例如,肺栓塞,急性心肌梗塞)。 因此,快速评估和有针对性的诊断研究至关重要。 重叠的临床表现和合并症,例如充血性心力衰竭和慢性阻塞性肺疾病(COPD),会使呼吸困难的诊断评估成为一项临床挑战,因此“呼吸困难”一词涵盖了多种主观经验。 这种症状的存在可用于预测高的死亡率。 这篇综述是根据在PubMed中进行的选择性搜索检索到的相关文章,依据的是欧洲心脏病学会(ESC),德国心脏病学会(DGK)和德国肺病与呼吸内科学会的最新指南,以及有关普通内科教科书中包含的信息。 搜索词包括以下内容:“呼吸困难”; “呼吸困难,流行病学”; “呼吸困难,初级保健,患病率”; “呼吸困难,患病率”; “呼吸困难,指南”; “呼吸困难,病理生理学”; “呼吸困难,原因”; “呼吸困难,全科医生”; “呼吸困难,初级保健”; “呼吸困难,急性冠状动脉综合征”; “ PLATO 试验”; “呼吸困难,副作用”; “ EMS,呼吸困难”; “ ED,呼吸困难。” 在共识性论文(1)中,美国胸科学会将呼吸困难定义为“一种呼吸不适的主观体验,包括不同强度的感觉...。 它来自多种生理,心理,社会和环境因素之间的相互作用,并可能诱发继发的生理和行为反应。” 呼吸困难是总括性主观经验的统称,包括努力呼吸即濒死感或窒息以及对空气的饥饿感。 呼吸困难的 主观性是临床医生面临的主要困难之一 ,其任务是确定诊断并判断潜在疾病及其严重性。 呼吸困难的发病机制仍不完全清楚,目前正在研究中。 当前的解释性假设基于调节环路的概念,该电路由集中传递的传入信息(来自pH,CO2和O2的化学感受器以及肌肉和肺中的机械感受器[实质中的C纤维,在支气管和肺血管中的J纤维])和与之相应的通气反应(2)。 从强度的简单描述(视觉模拟量表,Borg量表)到多维调查表(例如,多维呼吸困难描述),可以使用各种仪器来评估呼吸困难。 这些工具已经过验证,可用于交流。 还有其他特定于疾病的分类,包括纽约心脏协会(NYHA)对慢性充血性心力衰竭的分类(2,3)。 呼吸困难是普通实践和医院急诊室的常见症状。 据报道,在急诊室就诊的患者中有%存在呼吸困难(4); 在一般临床诊疗中,有10%的人抱怨在平坦的地面上行走时呼吸困难,而25%的人抱怨剧烈运动(例如爬楼梯)时出现呼吸困难(5)。 对于1-4%的患者,呼吸困难是他们咨询医生的主要原因(6,7)。 在专业实践中,患有慢性呼吸困难的患者占心脏病医生所见者的15%至50%,而占肺病医生所见者的不到60%(2)。紧急医疗救援队看到的患者中有12%有呼吸困难,其中一半需要住院; 那些住院治疗的人的院内死亡率大约为10%(8)。 如表1所示,基础诊断的分布因情况而异。 对患者症状进行更精确的分类有助于鉴别诊断。 有多个要考虑的标准(3): 1. 病程 * 急性发作 vs 慢性发作(持续四个星期以上)vs 已有症状的急性恶化 * 间歇性 vs 永久性 * 某一次(突然出现) 2. 情境性 * 休息时 * 劳累时 * 伴随的情绪压力 * 体位有关 * 特殊的暴露有关 3. 病因 * 与呼吸系统有关的问题(呼吸,气道,气体交换) * 心血管系统疾病 * 其他原因,例如贫血,甲状腺疾病,身体状况不佳(即肌肉无力) * 精神因素 同时存在多种以上的基础疾病有时会使呼吸困难的诊断和治疗更加困难,尤其是在老年多病患者中。 急性发作的呼吸困难可能是危及生命的疾病的一种表现。警报信号包括意识模糊,明显发绀(作为新发现),说话时呼吸困难以及呼吸费力或呼吸衰竭。应立即评估对生命的潜在威胁。必须对生命体征(心率,血压,血液中的氧饱和度)进行测量,以便及时做出下一步决定,特别是患者是否需要在重症监护室急诊或接受侵入性治疗辅助通气。 呼吸频率是病情敏锐度和严重程度的另一个重要标准 。入院时呼吸频率升高表明预后较差(重症监护病房治疗的可能性更高,死亡率更高)(10、11),并且在急救医学和重症监护的许多评分系统中都是独立的参数(例如, Emergency Severity Index和APACHE II)。 最初的误诊会导致住院时间延长,并伴有更高的死亡率(12)。 大多数突然出现呼吸困难的人都感到自己处于严重危险中。 通常,诸如恐慌,焦虑和沮丧之类的情绪因素还会加重患者的主观痛苦。 有关潜在疾病的更多线索可以来自患者的既往病史(包括诊断,干预和手术)以及除呼吸困难以外的指向特定诊断的症状和体征(表2,e表1)。 e表2列出了急性呼吸困难的可能原因。 心电图可以检测出急性心肌梗塞或心律不齐。 胸部X光平片可显示出肺充血,气胸或肺炎。 称为生物标志物的特定血液检查在急性呼吸困难的鉴别诊断中也起着重要作用。 利钠肽,脑钠肽(BNP)和氨基末端脑利钠肽前体(NT-proBNP)可用于排除临床相关的充血性心力衰竭(13-16)。 在欧洲心脏病学会(ESC)指南中,建议BNP的阈值<100 pg/mL,NT-proBNP的阈值<300 pg/mL,以排除急性充血性心力衰竭(17)。 请注意, 有症状的慢性充血性心力衰竭 患者的阈值明显较低(分别<35 pg/mL和<125 pg/mL)。 据报道,利钠肽对排除充血性心力衰竭的阴性预测价值为94%至98%(17)。 如果临床证据表明急性冠状动脉综合征是呼吸困难的原因,那么连续测定心肌肌钙蛋白(肌钙蛋白I或肌钙蛋白T)会有所帮助。 这可以用来高度肯定地排除急性心肌缺血(18); 阳性测试结果的阈值(或上升阈值)取决于所使用的特定测试。 重复检测肌钙蛋白对急性心肌缺血的阳性预测值为75%至80%(18)。 D-二聚体是纤维蛋白水解产生的纤维蛋白降解产物;在血栓形成事件后发现它们的浓度更高。它们在肺栓塞的诊断评估中具有 较高的阴性预测价值 ,但由于 D-二聚体浓度升高并没有特异性,因此不能用作筛查试验 。在常规实践中,在测量D-二聚体之前,应首先通过其他方式评估发生急性肺栓塞的可能性,例如,采用风险评分(例如Geneva评分)或更常用的 Wells评分 (e表3)。如果肺栓塞的可能性很低(或在某些情况下为中度),则正常D-二聚体浓度有很高的可能性排除肺栓塞。另一方面,如果Wells评分较高,表明很可能发生肺栓塞, 则诊断评估的下一步是影像学研究 。此外,在当前的肺栓塞诊断和治疗指南中,强调了使用年龄调整后的阈值(对于年龄超过50岁的患者阈值推荐为年龄×10 µg / L)可提高D-二聚体测试的特异性,同时将其灵敏度保持在97%以上(19,20)。 患有急性肺栓塞的患者中的心肌肌钙蛋白和利钠肽也可能升高,导致临床上相关的右心劳损[19]。 肌钙蛋白实际上可以在任何急性肺部疾病中升高。 如果有任何临床相关的右心脏劳损的证据,应通过胸腔超声心动图及时评估患者。 慢性呼吸困难通常是由以下几种原因之一引起的:支气管哮喘,COPD,充血性心力衰竭,间质性肺疾病,肺炎和精神疾病(例如焦虑症,恐慌症,躯体疾病)(3、12)。 eTable 2中给出了进一步的原因。但是,在老年多病患者中,通常很难将呼吸困难归因于单个原因。 同样,这里的临床病史(包括危险因素,暴露和先前的疾病[表2,表1])通常指向正确的诊断或至少缩小了鉴别诊断的范围。 但是,仅一半到三分之二的情况下,就可以仅仅根据病史做出正确的诊断(21-23)。 伴随听诊(显示,例如,肺部充血或呼吸音缺失或增强的证据),观察患者的呼吸模式通常会为可能的潜在疾病提供更多线索。 快速,浅呼吸 反映出间质性肺疾病的肺顺应性降低,而 深,慢呼吸 是COPD的典型特征(24)。 根据个人情况选择进一步的诊断测试; 一种建议的通用诊断算法已经过临床测试(22)。 一些作者建议分多个步骤进行诊断测试,并在每个步骤中提高特异性,以便每个测试的结果都可以正确选择下一个。 通常,仅凭病史和体格检查就可以怀疑特定的诊断,但是,如果不可能,可以进行少量的基础检查,作为缩小鉴别诊断范围和保持诊断的快速简便的方法。 将进一步测试的需要降到最低(图1)。 肺功能描记法可以通过区分心脏和肺部疾病来帮助确定主要原因。 根据这些初步发现,可以为下一步选择适当类型的辅助诊断测试,例如超声心动图,计算机断层扫描或有创右或左心导管进行血流动力学评估(图1)。 初始测试的选择尤其应取决于根据可能的诊断。 这种选择性测试相对于更全面的测试的优势在于可以避免过多的测试。 显然,它的缺点是潜在的诊断延迟以及呼吸困难多因素患者可能无法得出诊断。 在某些情况下,只有通过多种检查才能弄清呼吸困难的原因。 在一项针对1969年没有已知心脏或肺部疾病的呼吸困难患者的研究中,试图确定哪些参数对确定合适的进一步诊断测试类型有最大帮助(25)。 研究了以下参数: 呼吸困难患者诊断的 唯一独立预测因素 是FEV1, NT-proBNP浓度 以及CT上气肿改变的百分比。 支气管哮喘–原因是气道的慢性炎症导致气道阻塞。患者抱怨经常有气促发作,通常在晚上也有发作。可能存在多种过敏因素。诱发因素可能包括呼吸道刺激,过敏原暴露,运动,天气变化和(呼吸道)感染。听诊发现由于阻塞而引起的呼气性喘息。肺活量测定法显示一秒钟的呼气量(FEV1)和呼气峰值流量(PEF)均降低(26),这两者在发作之间的无症状间隔中可能是正常的。吸入支气管扩张药(β2-激动剂或抗胆碱能药)后,梗阻和症状明显改善。哮喘患者的急性呼吸困难发作称为恶化。典型的临床表现是呼吸急促,喘息和呼气时间延长(27)。 慢性阻塞性肺疾病(COPD)–根据世界卫生组织的定义,当咳嗽连续两年内至少持续三个月时,就存在慢性支气管炎。在COPD中,慢性炎症导致肺实质破坏,从而导致肺过度膨胀和弹性恢复力下降。 COPD通常以下气道的固定阻塞为特征。受影响的患者通常超过40岁,几乎都是吸烟者或过去吸烟者(28-30)。肺功能检查和人体体积描记法可提供进一步的诊断帮助。 Tiffeneau指数(FEV1 / IVC,其中IVC是吸气的肺活量)通常低于,并且残留量可能会由于肺过度膨胀而升高。 一氧化碳扩散异常低表示气肿 。胸部X线平片显示膈肌阴影变平,并且常有肺血管的稀疏。需要住院治疗的病情加重与预后差有关。慢性阻塞性肺病与左心衰竭有共同的危险因素,并且 经常与左心衰竭一起被发现 (28、29)。 许多当前或过去的吸烟者都患有类似于COPD的症状,却没有达到经典的定义。在最近发表的一项研究中表明,这些患者的病情加重,日常活动减少,以及气道改变(气道壁增厚)的解剖学证据与COPD患者一样。他们经常用抗气道阻塞的药物治疗,尽管缺乏这种做法的证据(31)。 肺炎-呼吸困难是肺炎的主要症状,主要表现在65岁以上(约80%)的患者中(29)。 胸痛,发烧和咳嗽是典型的伴随症状。 检查显示呼吸急促,吸气啰音,有时还出现支气管呼吸。 实验室检查(炎症参数;严重情况下动脉血气分析中的低氧血症),胸部X线检查以及某些情况下的胸部CT检查有助于诊断。 CRB-65评分用于评估肺炎的严重程度。 每个出现的项目都会获得一个积分:C代表新发疾病的意识障碍,R代表呼吸频率≥30 / min,B代表收缩压<90 mmHg,舒张压≤60 mmHg,65岁以上≥65。 该分数可以作为住院需求的指南。 得分为0的患者通常可以在医院外接受治疗; 得分为1的低氧血症和合并症应住院治疗; 得分为2分或更高的患者均应入院(32,33)。 间质性肺疾病-患者报告慢性呼吸急促和干咳,并且他们经常吸烟(34)。 检查发现肺底有啰音,有时还会发现杵状指。 肺功能测试显示低肺活量(VC)和总肺活量(TLC),正常的高Tiffeneau指数以及减少的CO扩散。 间质性肺疾病的鉴别诊断是复杂的,并且从一种类型的间质性肺疾病到另一种类型,其预后和治疗也不同。 最好咨询肺科医生(29、35)。 肺栓塞-急性肺栓塞的临床表现通常以急性发作的呼吸困难为特征。 患者常报告胸膜疼痛,有时咯血。 检查发现呼吸浅和心动过速。 通常有证据表明下肢深部静脉血栓形成是肺栓塞的来源(19)。 充血性心力衰竭—伴随呼吸困难,还有其他症状,包括疲劳,运动耐力下降和体液潴留(17)。 常见原因是晚期冠心病,原发性心肌病,高血压和瓣膜性心脏病。 射血分数降低(HFrEF)的心力衰竭即左心室射血分数(LVEF)小于40%的心脏衰竭与心脏充盈压高的保留射血分数(HFpEF)的心力衰竭之间存在着重要的临床区别 (图2)。 还有一种新近描述的实体,称为具有中程射血分数的心力衰竭(HFmrEF,其有舒张功能障碍的征象,并且LVEF在40%至49%之间)(17)。 在所有类型的充血性心力衰竭中,搏出量和心输出量都会减少。 超声心动图是主要的诊断测试。 它可以借助替代参数来评估收缩和/或舒张功能的降低(图2)(36)。 冠心病 —呼吸困难也可能是冠状动脉狭窄的症状,虽然它不是“经典”症状(37)。 它可以与心绞痛同时存在,也可以作为冠心病的主要或唯一症状,例如在糖尿病患者中。 病史,特别是呼吸困难发作的时间和地点(压迫感,寒战等)通常提示冠心病是潜在的原因。 来源不明的呼吸困难患者应评估可能的冠心病。 该评估包括常规的测功学以及与影像学研究相结合的压力测试,例如应力超声心动图,心肌灌注显像和应力磁共振断层扫描。 提示阳性发现后应进行心脏导管检查(37)。 呼吸困难更常见于急性冠状动脉综合征或心肌梗塞以及心源性休克中由于低心排量引起的症状群的一部分(18、39)。 瓣膜性心脏病–特别是在老年患者中,瓣膜性心脏病是呼吸困难的进一步可能原因。 最常见的瓣膜疾病是主动脉瓣狭窄和二尖瓣关闭不全(40)。主动脉瓣狭窄的典型发现包括身体机能下降,晕厥和头晕发作,有时还出现类似于心绞痛的胸痛。 听诊通常指向诊断(在第二肋间间隙胸骨旁听到最大的收缩期心脏杂音,并传导至颈动脉)。 二尖瓣关闭不全的患者表现出心力衰竭的迹象。 由于左心房容量超负荷,心电图常显示出房颤。 在这里,听诊也指向诊断(心脏顶上的全收缩期杂音,有时投射到腋窝中)。 超声心动图是权威的诊断研究。 心脏病和肺部疾病通常同时出现在同一患者中。 如果在这两个器官系统之一中发现呼吸困难的原因,则必须继续在另一个器官系统中寻找可能的其他原因,因为合并症很常见。 世界卫生组织(WHO)将贫血定义为男性的血红蛋白(Hb)值低于 mmoL/L(13 g/dL)或女性低于 mmoL / L(12g/dL)。对于呼吸困难没有明显的Hb阈值。贫血需要在所有情况下进行进一步的诊断评估,尤其是当Hb浓度低于11g/dL或由于不清楚的原因而下降时。 会影响呼吸道的耳鼻喉疾病也会引起呼吸困难。 在上呼吸道障碍中,除呼吸困难以外的主要症状是喘鸣(支气管肺气道受损时为呼气,声门上气道受损时为吸气, 声门处或声门下方为双相呼吸道受损 )。 一条经验法则指出, 当潮气量减少30%时会出现呼吸困难 (e1)。 可能的原因包括先天性畸形,感染,创伤,瘤形成和神经源性障碍。 可能引起呼吸困难的神经肌肉疾病包括肌肉疾病,例如杜氏肌营养不良,肌无力,运动神经元疾病,例如肌萎缩性侧索硬化和神经病,例如格林-巴利综合征(e1)。 在大多数情况下,这些疾病除了呼吸困难外,还有其他神经系统表现。 在进行了广泛的体格检查后,诸如焦虑症,恐慌症,躯体化障碍或“功能性疾病”之类的精神疾病应被视为排除诊断。 通过分心或体育锻炼来改善呼吸困难可能是此类干扰的线索。 最后,值得一提的是医源性(药理)呼吸困难的原因。 非选择性β受体阻滞剂 可通过其β2阻滞作用引起支气管痉挛,从而引起呼吸困难发作。 抑制环加氧酶1的非甾体类抗炎药 通过增加脂加氧酶的活性导致花生四烯酸向白三烯的转化增加; 白三烯反过来会引起支气管收缩。 此外,乙酰水杨酸(该类药物的成员)如果以高剂量服用,也会通过中枢受体引起呼吸困难。 尽管最初的PLATO研究(e2)显示它在%的患者中出现,但血小板凝集抑制剂替格瑞洛引起的呼吸困难在常规实践中无疑是罕见的事件。 该作用可能是由 腺苷受体 介导的。
你看下(微生物前沿)上的文献吧,
蛋白质是保证机体健康最重要的营养素,它是维持和修复机体以及细胞生长所必需的,它不仅影响机体组织如肌肉的生长,还参与激素的产生、免疫功能的维持、其它营养物质和氧的转运以及血红蛋白的生成、血液凝结等多方面。蛋白质的蛋白质食物来源可分为植物性蛋白质和动物性蛋白质两大类。虽然动物蛋白质和植物蛋白质的营养价值都是人体所必需的,但随着现代生活水平的提高,人们日常摄入动物蛋白质含量越来越多,植物蛋白质的摄入量却越来越少。营养学研究发现,食用过多的动物蛋白质有害于肾脏健康。植物蛋白质中,豆类、谷物含有丰富的蛋白质,特别是大豆含蛋白质高达36%~40%,氨基酸组成也比较合理,在体内的利用率较高,是植物蛋白质中非常好的蛋白质来源。麦弗逊植物蛋白粉天然的植物原料,优质可靠。
随着分子生物学的飞速发展,最为世人瞩目的人类基因组计划即将提前完成。人类将向了解自己的生命奥秘这一目标迈进一大步。但是,由于基因是遗传信息的携带者,而生命活动的执行者却是蛋白质,即基因的表达产物。因此,即使得到人类全部基因序列,也只是解决了遗传信息库的问题。人类揭示整个生命活动的规律,就必须研究基因的物产——蛋白质。相对于基因组而言,后者称为蛋白质组。1 蛋白质组概述及其相关研究技术和方法鉴于基因组研究的局限性,1994年澳大利亚Macquaie 大学的Wilkins和Williams等在意大利的一次科学会议上首次提出了蛋白质组(Proteome)这个概念。定义为“蛋白质组指的是一个基因组所表达的蛋白质”,即“PROTEOME”是由蛋白质的”PROTE”和基因组的“OME”字母拼接而成[1].这个新术语很快得到了国际生物学界的认可。目前对蛋白质组的分析工作大两个方面。一方面,通过二维胶电泳等技术得到正常生理条件下的机体、组织或细胞的全部蛋白质的图谱,相关数据将作为待测机体、组织或细胞的二维参考图谱和数据库。另一方面是比较分析在变化了生理条件下蛋白质组所发生的变化。目前蛋白质组研究技术常用以下手段:(1)用于蛋白质分离技术方面的如双向凝胶电泳(2-DE)、双向“高效”柱层析等。(2)用于蛋白质鉴定的技术如质谱技术、凝胶图像分析、蛋白质和多肽的N端、C端测序及氨基酸组成分析等。(3)用于蛋白质相互作用及作用方式研究的双杂交系统。(4)用于分析大量数据的生物工程信息学等[2].。2 蛋白质组在医学研究中的现状和前景自蛋白质组概念提出以来,已发表相关论文及论著数篇。并于是1997年举行了第一届国际性的“蛋白质组学”会议。同年出版式了第一部蛋白质组学的专著。目前蛋白质组在医学方面的研究重点在于对人类疾病的发病机制、早期诊断及治疗,对致病微生物的致病机理、耐药性及发现新的抗生素为主。现将这两方面的进展情况综述如下。 人类疾病的蛋白质组研究 直肠癌 直肠癌的发生是因多个基因的突变,导致肿瘤抑制基因失能所致,但确切机制仍不清楚。为探讨其发病机制,Sanchez等对15例结肠癌和13例正常人的结肠上皮进行2-DE,每个多肽模式用Melanie I12-DE分析软件进行分析。据此建立了包括882和861个斑点的结肠癌及正常人结肠粘膜的标准胶图。结果发现在分子量为13kD和pI值为处的蛋白质仅出现在结肠癌的组织中。15例结肠癌患者中13/蛋白有13例(87%)。此外,发现13/蛋白不仅在中度、低度分化的结肠癌及有24年病史的溃疡性结肠炎过度表达,而且出现在7例分化程度不同的腺瘤的癌前病灶。但对照组则极少出现。这表明该蛋白的出现对检测早期直肠癌有很强提示。通过对该蛋白HPLC及测序等分析后,发现与钙粒蛋白B(calgranulin B)及钙卫蛋白(calprotectin)有很大关系[3]。 肝癌 醛糖还原酶(aldose reductase, )是醛酮还原酶超家族中的一个成员。它催化葡萄糖还原为山梨醇,通过减少内源或外源性代谢产物而起到解毒作用。Peter R等在用N-甲基-N-亚基脲诱导(N-methly-N-nitrosourea-induced)的小鼠肝癌中,用2-DE及氨基酸微型测序可分辩出一种肝癌诱导的醛糖还原酶样的蛋白质(35Kd/)。而在小鼠的晶状体中,则发现一种醛糖还原的同工酶,该酶与已知的小鼠醛糖还原酶有98%的同源性,而与肝癌诱导的醛糖还原酶样的蛋白质截然不同。这表明两种蛋白质是由相关的两条基因编码,在小鼠不同的器官中表达不同。肝癌诱导的醛糖还原酶蛋白质优先表达在肝癌及胎肝中,它们均受到纤维细胞生长因子的刺激,但随小鼠鼠器官的生理及病理环境而表现不同的形式。经免疫组化证实,肝癌诱导的醛糖还原酶样的蛋白质在成人肝脏中不表达,但在小鼠的肝癌 中又重新表达。同时发现该蛋白在癌前病变及肝癌中表达强烈,而在肝脏周围的正常组织不表达[4]。表明该蛋白可能与肝癌的发病有很大关系。 扩张型心肌病 扩张型心肌病是一种严重的可导致心衰的心脏病,大多数患者需行心脏移植术。目前其发病机理不明,推测可能为多种因素所致。1990年已有两组人员进行该病的蛋白质组分析。其后不久心肌的2-DE数据库建成,并进入国际互联网络。Knecht等采用2-DE取得了3300个心肌蛋白条带,通过氨基酸序列分析、Edman降解法及基质辅助的激光解吸离子化质谱(MALDI-MS)等分析了其中150条。经活检及术后病理证实,有12条为扩张性心肌病特有的蛋白。但具体资料尚在进一步分析之中[5]。Arnott D等对新福林诱导的肥大心肌细胞进行蛋白质组分析,同对照相比亦发现有8种蛋白质的表达水平发现了变化[6]。 膀胱癌 IFN-γ除抗病毒外,还有一项重要的功能即抗肿瘤作用。目前其抗肿瘤作用机制不明。有资料表明,IFN-γ可能通过在相关细胞中增强或抑制有关基因而发挥抗肿瘤作用。重组IFN-γ和IL-2已开始应用于膀胱癌的治疗中。为探明其作用机制,George等将四种分级程度不同的人膀胱癌新鲜活检标本,用50U/ml IFN-γ作用20个小时后,采用2-DE、微型序列分析、等电聚集、蛋白质印迹等方法,对标本进行蛋白质组分析。结果表明有五种蛋白质(色按酸-tRNA合成酶、IFN-γ诱导的r3,超氧化物歧化酶及两种分子量为和的未知蛋白)的表达量增加了75%,而醛糖还原酶表达量则下降。为研究IFN-γ对治疗膀胱癌的作用机制提供了一种方法[7]。此外,由于缺乏对膀胱鳞状细胞癌客观可靠的组织学分级标准,因而很其进行早期诊断。为此,Morten等对150例膀胱癌进行双盲法2-DE,并结合了蛋白质印迹法、微型序列分析及质谱等技术,建立了新鲜膀胱癌标本的2-DE数据库,且发现角蛋白10、14及银屑病相关的脂肪酸结合蛋白(psoriasis-associated fatty acid-binding protein,PA-FABP)等可以作为膀胱癌不同分化程度的标记物[8]。为早期诊断提供了一种新的手段。[ 本帖最后由 snow_white 于 2007-7-20 16:32 编辑 ]查看完整版本请点击这里:蛋白质组学研究〔综述〕05我也来说两句 查看全部回复 最新回复snow_white (2007-7-20 16:31:50) 其它 目前人的各种组织、器官、细胞乃至各种细胞器已被广泛研究。以期为疾病诊治及了解发病机制提供新的手段。在一项利用蛋白质组研究技术进行的酒精对人体毒性的研究中发现,乙醇 会改变血清蛋白糖基化作用,导致许多糖蛋白的糖基缺乏,如转铁蛋白[9]。Jagathpala等对免疫所致的不孕症的男性精子蛋白质进行蛋白质组分析,发现了导致不孕症的6种自体及异体抗 精子抗体[10]。在对肾癌的研究中,发现有4种蛋白质存在于正常肾组织而在肾癌细胞中缺失。其中两种分别是辅酶Q蛋白色素还原酶和线粒体乏醌氧化还原复合物I。这提示线粒体功能低下可能在肿瘤发生过程中起重要作用[11]。Ekkehard Brockstedt等利用2-DE、Edman微型序列法、MALDI-MS等对人BL60-2伯基特淋巴瘤细胞系进行了细胞凋亡机制的研究,结果发现RNA聚合酶转录因子3a(BTF3a)和/或BTF3b与抗IgM抗体介导(anti-IgM antibody-mediated)的细胞凋亡有很大关系[12]。 致病微生物的蛋白质组研究 近年来,WHO越来越重视感染性疾病对人类健康的影响。除结核、多重耐药链球菌感染及机会致病菌外,出现了一些新的感染因素如HIV、博氏疏螺旋体及埃博拉病毒等。因此这些致病微生物的蛋白质组分析,对于了解其毒性因子、抗原及疫苗的制备非常重要,此外对疾病的诊断、治疗和预防也同样重要。现已获得18种微生物的全部基因组序列,另有60余种的基因序列正在研究之中。这些工作的开展为蛋白质组的研究提供了有利条件。 检测博氏疏螺旋体与免疫有关的蛋白质 博氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi)是莱姆病的主要病因,表现为环形红斑及流感样症状,大约有50%的未治患者发展为神经系统及关节系统疾病。该螺旋体可分为3种类型: sensu stricto,, 。其诊断需依靠血清学检查,但存在敏感性及特异性变化的缺点。为获得更可靠的血清学检查,Peter等用2-DE从得到217个银染的蛋白斑点。从中国兔多克隆抗体鉴别出6个已知的讥原。将不同临床表现莱姆病患者的血浆用 2-DE图杂交。用抗IgM及抗IgG作为第二抗体,在10例有游走性红斑的患者血浆中,检测出60~80个抗原。同时发现在有关节炎的患者血浆中,包含有抗15种抗原的IgM抗体及抗76种不同抗原的IgG抗体。而晚期有神经系统症状的患者血浆中,则包含有抗33种抗原的IgM抗体及抗76种抗原的IgG抗体。上述3种类型患者的血浆中均包含有抗6种已知抗原的抗体,且被SDSPAGE杂交所证实。这些抗原均是潜在的具有特异性诊断的标志物。 弓形体抗原的检测 弓形体病是由鼠弓形体虫引起的寄生虫病。全球人口大约有30%是携带者,在欧洲是最常见的寄生虫病。如果妊娠者感染,该虫可通过胎盘引起胎儿的感染。且随着妊娠时间的增加,感染的机会也增加。大约50%母体的感染可引起新生儿先天性疾病。因此诊断及治疗越早越好。目前要依靠血清学及PCR,而单独采用血清学如用IgG,IgM,或IgA抗体对疾病活动期敏感性不够,尤其对于妊娠或有免疫抑制的患者。潜在感染常发生在有免疫抑制的患者中。对AIDS患者来说,鼠弓形体虫是最主要的致命性脑损伤的病因。因此,能否早期诊断对治疗来说尤为关键。Jungblut等将鼠弓形体虫RH株在人羊膜细胞系FL521中传代后,用2-DE得到300个银染的斑点。再将其与以下3种患者的血浆进行免疫杂交:(1)患有急性弓形体病的妊娠女性(n=11); (2)患急性弓形体病的非妊娠者(n=6)(3)有潜在感染的患者(n=9)。结果有9个斑点对各阶段的弓形体感染均反应,这9种斑点被用来当作弓形体感染的标记。其中7种标记可用作区别疾病的不同阶段。但对区别急性期与潜在期仍需联合应用多种抗原[4]。 白色念珠菌 芽管结构是白色念珠菌向菌丝体转变的早期阶段,该结构能增强白色念珠菌对宿主细胞的粘附力、穿透力及破坏性。目前通过蛋白质组分析方法如2-DE、质谱等已检测出在芽管结构所表达的一组特异蛋白如DNA结合蛋白等,为致病提高了一些参考指标[13]。Monkt等发现,在conA反应后的SDS-PAGE图中,在芽管结构的膜上,分子量为80kD复合糖处,出现很淡的考马斯亮蓝染色,而在孢子时则未出现。提示膜的整合、出现未与ConA结合的80kD复合糖可能与芽管结构的发生及生长有关。粘附素(adhesin)是白色念珠菌表面的组成部分,介导其与宿主的结合,是侵入宿主所需的重要蛋白,包含多种成分如白色念珠菌胞壁上的疏水蛋白等,通过增强菌株的粘附性而在其致病机制中发挥一定作用。但由于这些蛋白有很大同源性、多种糖基化作用及与胞壁或胞浆膜上其它成分形成共价结合,故提纯及分析很难。现通过等电聚集、2-DE及洗脱电泳等方法,可使这些蛋白得到很好的纯化、分离及分析[14]。抗真菌药通过改变真菌胞壁组分的生物合成和重组胞壁相关酶的结合位置而发挥作用。抗真菌药远少于抗细菌药就在于对真菌细胞壁蛋白分析了解太少。现在临床上用于抗真菌的药物多为咪唑类(咪康唑、酮康唑)及三唑类(氟康唑、伊曲康唑),但有很多患者出现耐药现象。在白色念珠菌中,目前发现至少有8种CDR家族的基因可产生耐药株的表现型。且有55种基因分别表达ABC及MFS蛋白(菌内药物输出泵)[]。但这些基因、蛋白与耐药之间的关系仍未清楚。应用2-DE、免疫检测蛋白质等技术,对这些蛋白在菌内的表达量进行分析,发现Cdrlp及CaMdrlp蛋白在耐咪唑类菌株中过量表达。在对咪唑类每感及去除CDR1基因的白色念珠菌株CA114中,提取并检测耐氟康唑突变子(FL3)的表达。结果发现FL3对氟康唑的耐是去除CDR1的基因的白色念珠菌株CA114的500倍 ,是CA114的250倍。且CDR1 mRNA在FL3的量是Ca114的8倍[17]。同时,对敏感性及耐药株蛋白质的2-DE图分析发现,在耐中有25种蛋白质增加,有76种蛋白质减少。推测白色念株菌是通过改变染色体数目或染色体重组来调节基因的表达量,进而产生耐药性[18]。随着蛋白质组技术成熟完善,将对真菌壁及耐药基因分泌的各种蛋白组成分析带来重大突破,并对抗真菌的研制提供重要资料。虽然蛋白质组学还处在一个初期发展研段,但我们相信随着其不断地深入发展,蛋白质组(学)研究在提示诸如生长、发育和代谢调控等生命活动的规律上将会有所突破,对探讨重大疾病的机理、疾病诊断、疾病防治和新药开发将提供重要的理论基础。[ 本帖最后由 snow_white 于 2007-7-20 16:33 编辑 ]snow_white (2007-7-20 16:34:25)二、蛋白质组学的研究进展蛋白质组学强调的是针对蛋白质的一个整体思路。从整体的角度看,蛋白质组研究大致可分为两种类型:一种是针对细胞或组织的全部蛋白质,也就是着眼点是整个蛋白质组;而另一种是以与一个特定的生物学机制或机制相关的全部蛋白质为着眼点,在这里整体是局部性的。针对细胞蛋白质组的完整分析的工作已经比较全面地展开,不仅如大肠杆菌、酵母等低等模式生物的蛋白质组数据库在建立之中,高等生物如水稻和小鼠等的蛋白质研究也已开展,人类一些正常和病变细胞的蛋白质数据库也已在建立之中。与此同时,更多的蛋白质组研究工作则是将着眼点放在蛋白质组的变化或差异上,也就是通过对蛋白质组的比较分析。首先发现并去鉴定在不同生理条件下或不同外界条件下蛋白质组中有差异的蛋白质组分。限于篇幅,本文不对这方面的工作做进一步论述。本文接下来重点介绍近期发表的关于蛋白质组学的几个工作,从中可以看到蛋白质组学的思想方法在蛋白质整体(或局部整体)水平上是如何解决生理学的一些重要问题的。1999年11月《Nature》杂志发表了一篇用蛋白质组学方法研究蛋白质折叠的研究论文[10]。在这篇文章中,Houry等报道了在大肠杆菌胞质中的2500种新生多肽链种只有近300种以GroEL作为分子伴侣来帮助其折叠成正确构象。在以往的相关研究中,通常只是针对某个或某些特定的蛋白质,观察它(们)在折叠过程中是否需要诸如GroEL等分子伴侣的帮助。而在这个工作中,研究是从一个整体的思路出发,首先通过免疫共沉淀的方法获得所有与GroEL结合的肽链,再通过二维电泳和数据库比较等蛋白质研究的手段对这些肽链进行分析鉴定,从而实现了对大肠杆菌近2500条新生多肽链与分子伴侣GroEL的关系的全面分析。在这个工作中,研究者还通过对其中50种与GroEL作用的肽链的鉴定,进一步揭示了决定这些蛋白质能与GroEL相互作用的关键结构特征。应该说,这个工作很好地体现了蛋白质组学的思想方法和技术手段的运用。过去在细胞生物学领域还没有得到过一个主要亚细胞结构的完整的分子图。核孔复合体是一个巨大的跨核膜的八角形结构,是控制大分子在胞质和核质间运输的通道。多年来,很多方法被用来分析这一复合体的组成成分。虽然这些工作取得了很大的进展,但究竟在多大程度上反映了这一复合体的分子原貌仍然是一个未知数。最近通过使用蛋白质组学的手段,Rout等[11]鉴定了完整的酵母核孔复合体所有能检测到的多肽,并系统地对每种可能的蛋白质组分在细胞中定位,结合免疫电镜的方法将各组分在复合体内定位并定量,从而揭示了酵母核孔复合体的完整分子构造,并在此基础上揭示了其工作原理。这个工作可以说是蛋白质组学解决构造生物学问题的一个典范,为揭示其他巨大分子机器的"构造"和工作原理指出了一条新路[12]。通过分析一个蛋白质是否跟功能已知的蛋白质相互作用可得到揭示其功能的线索。因为经验告诉我们,如果两个蛋白质相互作用,那么它们一般参与相同或相关的细胞活动[13]。从近期国际上蛋白质组学研究的发展动向可以看出,揭示蛋白质之间的相互作用关系,建立相互作用关系的网络图,已成为揭示蛋白质组复杂体系与蛋白质功能模式的先导,业已成为蛋白质组学领域的研究热点。2000年初,《Science》登载了一篇应用蛋白质组学的大规模双杂交技术研究线虫生殖器发育的文章[14]。在这个工作中,Walhout等以线虫的生殖发育过程作为研究对象,从已知的27个与线虫发育的蛋白质出发,构造了一个大规模的酵母双杂交系统,得到了100多个相互作用的结果,初步建立了与线虫生殖发育相关的蛋白质相互作用图谱,从而为深入研究和揭示线虫发育的机制等提供了丰富的线索。这个工作不同于一般的应用酵母双杂交进行研究的地方在于,它出于对一个生物学问题的整体思考,尽可能地从所有已知的蛋白质而不只是个别的蛋白质为出发点。这一个工作为以前专注于信号转导过程中单个蛋白质作用的科学家们提供了一个新的思路,即将整个途径的相关蛋白质一起考虑。那么,能否通过酵母双杂交系统来分析一种细胞或特定组织的所有可能的蛋白质之间的相互作用呢?在今年初,《Nature》发表了一篇通过大规模双杂交技术研究酵母近6000个蛋白质之间相互作用的论文[15]。啤酒酵母基因组DNA的全序列业已测定,这为通过双杂交技术来鉴定酵母基因组编码的全部6000种左右的蛋白质间的可能相互作用提供了非常有利的条件。在这个工作中,研究人员采用了两种不同的策略对酵母的蛋白质间的相互作用作了全面分析。一是所谓的列阵筛选法(array screening)。在此方法中,6000株表达不同"猎物"蛋白的酵母单克隆分别加在微滴定板上,带有不同的"诱饵"蛋白的酵母株与前面6000株细胞一一接合形成二倍体细胞,"猎物"蛋白与"诱饵"蛋白的相互作用通过报道基因的表达而被鉴定。这篇文章中报道了192种不同的"诱饵"蛋白与近6000种"猎物"蛋白的相互作用的结果。另一种方法是文库筛选法。该方法与前一种方法的区别是,将表达6000种不同"猎物"蛋白的酵母细胞混在一起构成文库,再将这个文库分别与6000株表达不同"诱饵"蛋白的酵母细胞接合,再进一步筛选鉴定阳性克隆,即"诱饵"与"猎物"发生相互作用的克隆。根据这篇报告,上述两种策略得到了不同的结果,相比之下阵列筛选法更为有效,而文库筛选法的长处是通量大。这一工作的重要意义在于我们已经看到,在基因组序列被了解的基础上,可以利用大规模双杂交技术全面地,当然也是初步地,分析其物种或其细胞、组织的所有蛋白质之间的相互作用关系。相信类似的工作将很快针对其他物种开展,特别是基因组序列已被揭示的物种。由此可见,蛋白质组学已经开始从建立数据库走向解决生命科学的重大问题,成为研究生物学问题或机制的强有力手段。snow_white (2007-7-20 16:37:32)三、蛋白质组学研究进展与趋势曾 嵘 夏其昌(中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所蛋白质组学研究分析中心 上海 200031)如果在五年前提到蛋白质组学(Proteomics),恐怕知之者甚少,而在略知一二者中,部分人还抱有怀疑态度。但是,2001年的Science杂志已把蛋白质组学列为六大研究热点之一,其“热度”仅次于干细胞研究,名列第二。蛋白质组学的受关注程度如今已令人刮目相看。1.蛋白质组学研究的研究意义和背景随着人类基因组计划的实施和推进,生命科学研究已进入了后基因组时代。在这个时代,生命科学的主要研究对象是功能基因组学,包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。尽管现在已有多个物种的基因组被测序,但在这些基因组中通常有一半以上基因的功能是未知的。目前功能基因组中所采用的策略,如基因芯片、基因表达序列分析(Serial analysis of gene expression, SAGE)等,都是从细胞中mRNA的角度来考虑的,其前提是细胞中mRNA的水平反映了蛋白质表达的水平。但事实并不完全如此,从DNA mRNA 蛋白质,存在三个层次的调控,即转录水平调控(Transcriptional control ),翻译水平调控(Translational control),翻译后水平调控(Post-translational control )。从mRNA角度考虑,实际上仅包括了转录水平调控,并不能全面代表蛋白质表达水平。实验也证明,组织中mRNA丰度与蛋白质丰度的相关性并不好,尤其对于低丰度蛋白质来说,相关性更差。更重要的是,蛋白质复杂的翻译后修饰、蛋白质的亚细胞定位或迁移、蛋白质-蛋白质相互作用等则几乎无法从mRNA水平来判断。毋庸置疑,蛋白质是生理功能的执行者,是生命现象的直接体现者,对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。蛋白质本身的存在形式和活动规律,如翻译后修饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质构象等问题,仍依赖于直接对蛋白质的研究来解决。虽然蛋白质的可变性和多样性等特殊性质导致了蛋白质研究技术远远比核酸技术要复杂和困难得多,但正是这些特性参与和影响着整个生命过程。传统的对单个蛋白质进行研究的方式已无法满足后基因组时代的要求。这是因为:(1) 生命现象的发生往往是多因素影响的,必然涉及到多个蛋白质。(2) 多个蛋白质的参与是交织成网络的,或平行发生,或呈级联因果。(3) 在执行生理功能时蛋白质的表现是多样的、动态的,并不象基因组那样基本固定不变。因此要对生命的复杂活动有全面和深入的认识,必然要在整体、动态、网络的水平上对蛋白质进行研究。因此在上世纪90年代中期,国际上产生了一门新兴学科-蛋白质组学(Proteomics),它是以细胞内全部蛋白质的存在及其活动方式为研究对象。可以说蛋白质组研究的开展不仅是生命科学研究进入后基因组时代的里程碑,也是后基因组时代生命科学研究的核心内容之一。虽然第一次提出蛋白质组概念是在1994年,但相关研究可以追溯到上世纪90年代中期甚至更早,尤其是80年代初,在基因组计划提出之前,就有人提出过类似的蛋白质组计划,当时称为Human Protein Index计划,旨在分析细胞内的所有蛋白质。但由于种种原因,这一计划被搁浅。90年代初期,各种技术已比较成熟,在这样的背景下,经过各国科学家的讨论,才提出蛋白质组这一概念。国际上蛋白质组研究进展十分迅速,不论基础理论还是技术方法,都在不断进步和完善。相当多种细胞的蛋白质组数据库已经建立,相应的国际互联网站也层出不穷。1996年,澳大利亚建立了世界上第一个蛋白质组研究中心:Australia Proteome Analysis Facility ( APAF )。丹麦、加拿大、日本也先后成立了蛋白质组研究中心。在美国,各大药厂和公司在巨大财力的支持下,也纷纷加入蛋白质组的研究阵容。去年在瑞士成立的GeneProt公司,是由以蛋白质组数据库“SWISSPROT” 著称的蛋白质组研究人员成立的,以应用蛋白质组技术开发新药物靶标为目的,建立了配备有上百台质谱仪的高通量技术平台。而当年提出Human Protein Index 的美国科学家Normsn G. Anderson也成立了类似的蛋白质组学公司,继续其多年未实现的梦想。2001年4月,在美国成立了国际人类蛋白质组研究组织(Human Proteome Organization, HUPO),随后欧洲、亚太地区都成立了区域性蛋白质组研究组织,试图通过合作的方式,融合各方面的力量,完成人类蛋白质组计划(Human Proteome Project)。snow_white (2007-7-20 16:37:49)2.蛋白质组学研究的策略和范围蛋白质组学一经出现,就有两种研究策略。一种可称为“竭泽法”,即采用高通量的蛋白质组研究技术分析生物体内尽可能多乃至接近所有的蛋白质,这种观点从大规模、系统性的角度来看待蛋白质组学,也更符合蛋白质组学的本质。但是,由于蛋白质表达随空间和时间不断变化,要分析生物体内所有的蛋白质是一个难以实现的目标。另一种策略可称为“功能法”,即研究不同时期细胞蛋白质组成的变化,如蛋白质在不同环境下的差异表达,以发现有差异的蛋白质种类为主要目标。这种观点更倾向于把蛋白质组学作为研究生命现象的手段和方法。早期蛋白质组学的研究范围主要是指蛋白质的表达模式(Expression profile), 随着学科的发展,蛋白质组学的研究范围也在不断完善和扩充。蛋白质翻译后修饰研究已成为蛋白质组研究中的重要部分和巨大挑战。蛋白质-蛋白质相互作用的研究也已被纳入蛋白质组学的研究范畴。而蛋白质高级结构的解析即传统的结构生物学,虽也有人试图将其纳入蛋白质组学研究范围,但目前仍独树一帜。
【关键词】 蛋白质组 【关键词】 线粒体;蛋白质组 0引言 线粒体拥有自己的DNA(mtDNA),可以进行转录、翻译和蛋白质合成. 根据人类的基因图谱,估计大约有1000~2000种线粒体蛋白,大约有600多种已经被鉴定出来. 线粒体蛋白质只有2%是线粒体自己合成的,98%的线粒体蛋白质是由细胞核编码、细胞质核糖体合成后运往线粒体的,线粒体是真核细胞非常重要的细胞器,在细胞的整个生命活动中起着非常关键的作用. 线粒体的蛋白质参与机体许多生理、病理过程,如ATP的合成、脂肪酸代谢、三羧酸循环、电子传递和氧化磷酸化过程. 线粒体蛋白质结构与功能的改变与人类许多疾病相关,如退行性疾病、心脏病、衰老和癌症. 尤其是在神经退行性疾病方面,线粒体蛋白质的研究日益受到关注. 蛋白质组研究技术的产生与发展为线粒体蛋白质组的研究提供了有力的支持,使得从整体上研究线粒体蛋白质组在生理、病理过程中的变化成为可能. 1线粒体的结构、功能与人类疾病 线粒体一般呈粒状或杆状,也可呈环形、哑铃形或其他形状,其主要化学成分是蛋白质和脂类. 线粒体由内外两层膜封闭,包括外膜、内膜、膜间隙和基质四个部分. 线粒体在细胞内的分布一般是不均匀的,根据细胞代谢的需要,线粒体可在细胞质中运动、变形和分裂增殖. 线粒体是细胞进行呼吸的主要场所,在细胞代谢旺盛的需能部位比较集中,其主要功能是进行氧化磷酸化,合成ATP,为细胞生命活动提供直接能量. 催化三羧酸循环、氨基酸代谢、脂肪酸分解、电子传递、能量转换、DNA复制和RNA合成等过程所需要的一百多种酶和辅酶都分布在线粒体中. 这些酶和辅酶的主要功能是参加三羧酸循环中的氧化反应、电子传递和能量转换. 线粒体具有独立的遗传体系,能够进行DNA复制、转录和蛋白质翻译. 线粒体不仅为细胞提供能量,而且还与细胞中氧自由基的生成、细胞凋亡、细胞的信号转导、细胞内离子的跨膜转运及电解质稳态平衡的调控等有关. 许多实验证实,线粒体功能改变与细胞凋亡〔1〕、衰老〔2〕、肿瘤〔3,4〕的发生密切相关;另外,有许多人类疾病的发生与线粒体功能缺陷相关,如线粒体肌病和脑肌病、线粒体眼病,老年性痴呆、帕金森病、2型糖尿病、心肌病及衰老等,有人统称为线粒体疾病〔5〕. 2线粒体蛋白质组学研究现状 线粒体蛋白质组的蛋白质鉴定Rabilloud等〔6〕在1998年,以健康人的胎盘作为组织来源,分离提取线粒体进行蛋白质组研究,试图建立线粒体蛋白质组的数据库,为研究遗传性或获得性线粒体功能障碍时线粒体蛋白质的变化提供依据. 他们使用IPG(pH )双相电泳技术, 共获得1500个蛋白点. 通过MALDITOFMS和PMF等技术鉴定其中的一些蛋白点,鉴于当时基因组信息的局限性,只有46种蛋白被鉴定出来. 随着人类基因组图谱的完成,应该有更多的蛋白点被鉴定出来. Fountoulakis等〔7〕从大鼠的肝脏中分离线粒体,并分别利用宽范围和窄范围pH梯度IPG对线粒体蛋白质进行双相电泳,通过MALDIMS鉴定出192个基因产物,大约70%的基因产物是具有广谱催化能力的酶,其中8个基因产物首次被检测到并且由一个点构成,而大多数蛋白质都是由多个点构成,平均10~15个点对应于一个基因产物. Mootha等〔8〕从小鼠大脑、心脏、肾脏、肝脏中分离提取线粒体蛋白质,进行线粒体蛋白质组研究,他们参照已有的基因信息共鉴定出591个线粒体蛋白质,其中新发现了163个蛋白质与线粒体有关. 这些蛋白质的表达与RNA丰度的检测在很大程度上是一致的. 不同组织的RNA表达图谱揭示出线粒体基因在功能、调节机制方面形成的网络. 对这些蛋白与基因的整合分析使人们对哺乳动物生物起源的认识更加深入,对理解人类疾病也具有参考价值. 线粒体亚组分的研究线粒体对维持细胞的体内平衡起着关键作用,因此加速了人们对线粒体亚组分的研究. 线粒体内膜不仅包含有呼吸链复合物,它还包含多种离子通道和转运蛋白. 对线粒体发挥正常的功能起着重要作用. Cruz等〔9〕专注于线粒体内膜蛋白质的研究,他们通过二维液相色谱串联质谱技术鉴定出182个蛋白质,pI(),MW(Mr 6000~527 000),这些蛋白与许多生化过程相关,比如电子传递、蛋白质运输、蛋白质合成、脂类代谢和离子运输. 线粒体蛋白质复合物的研究线粒体内膜上嵌有很多蛋白质复合物,对于线粒体的功能具有重要作用,应用常规的双相电泳很难将这些蛋白质复合物完整地分离出来. Devreese等〔10〕采用Bluenative polyacrylamide gel electrophoresis(BNPAGE)分离线粒体内膜上的五个氧化磷酸化复合物,结合肽质量指纹图谱,成功地鉴定出氧化磷酸化复合物中60%的已知蛋白质. BNPAGE在分离蛋白质复合物时可以保持它们的完整性,因此这项技术可以用于研究在不同的生理病理状态下蛋白质复合物的变化及临床诊断等. 线粒体蛋白质组数据库目前人们查询最多的线粒体蛋白质组数据库有MITOP, MitoP2和SWISSPROT三种. MITOP〔11〕是有关线粒体、核编码的基因和相应的线粒体蛋白质的综合性数据库,收录了1150种线粒体相关的基因和对应的蛋白质,人们可依据基因、蛋白质、同源性、通道与代谢、人类疾病分类查询相关的信息.MitoP2〔12〕数据库中主要为核编码的线粒体蛋白质组的数据,MitoP2数据库将不同来源的线粒体蛋白质的信息整合在一起,人们可以根据不同的参数进行查询. MitoP2数据库既包括最新的数据也包括最初的MITOP〔11〕数据库中的数据. 目前数据库中主要为酵母和人的线粒体蛋白质组的数据,以后还将收录小鼠、线虫等的数据. 数据库旨在为人们提供线粒体蛋白质的综合性数据. SWISSPROT数据库包含269种人类线粒体蛋白质,其中与人类疾病相关的蛋白质有225种. 数据库中有相当一部分蛋白质没有明确的定位和功能信息的描述. 随着线粒体研究热潮到来和蛋白质组学技术的发展,将有更多的数据被填充到数据库中. 3线粒体蛋白质组研究中存在的问题 线粒体碱性蛋白质与低分子量蛋白质线粒体蛋白质中,具有碱性等电点的蛋白质占有很大比例,在等电聚焦时难以溶解,一些碱性程度很大的蛋白质如细胞色素C(pH )在pH 3~10的IPG胶上不能被分离出. 线粒体蛋白质中相当一部分蛋白是低分子量蛋白,因此在SDSPAGE电泳时要分别应用高浓度和低浓度分离胶,以更好地分离低分子量蛋白质和高分子量蛋白质. 线粒体膜蛋白质线粒体是一个具有双层膜结构的细胞器,内膜和外膜上整和有很多膜蛋白质,这些膜蛋白质对于线粒体功能的发挥具有重要作用,但是膜蛋白质具有很强的疏水性,在等电聚焦时,用常规的水化液难以溶解,因此用常规的IPG胶检测不出来. 换用不同的裂解液对膜蛋白的溶解具有帮助. 有研究人员在等电聚焦缓冲液中加入SB310以增加膜蛋白的溶解性. 在等电聚焦前对样品进行有机酸处理也可以增加膜蛋白的溶解性. 在研究中人们发现,不同的样品应该选用不同的裂解液,没有一种裂解液能够适合于所有的膜蛋白质.百事通针对膜蛋白质的难溶和等电聚焦时的沉淀,一些研究人员另辟径,避开双相电泳而进行一维SDSPAGE电泳,如Taylor等〔13〕先通过蔗糖梯度离心将线粒体蛋白质分成不同的组分,而后将每一个组分进行一维电泳,一维电泳中SDS可以很好地溶解疏水性蛋白质和膜整合蛋白质,他们鉴定出600多种线粒体蛋白质,其中有很多蛋白质以前应用双相电泳没有被鉴定出来. 他们鉴定的蛋白质中有很多具有跨膜结构域,如adenine nucleotide translocator(ANT1)和VDACs蛋白质,这些蛋白质对于调节线粒体的功能具有关键作用而且应用常规双相电泳很难被鉴定出来. 提高质谱鉴定的灵敏性对于一维SDSPAGE电泳后蛋白质分析鉴定具有很大的帮助,Pflieger等〔14〕应用液相色谱串联质谱(LCMS/MS)成功地鉴定出179种线粒体蛋白质,其中43%是膜蛋白质而且23%具有跨膜结构域. 液相色谱串联质谱(LCMS/MS)检测灵敏度较高,SDS可以很好地溶解膜蛋白,因此这种方法比传统的双相电泳具有更高的灵敏性而且不受蛋白质等电点、分子量、疏水性的限制. 线粒体样品的纯度线粒体样品的纯度对于蛋白质组分析非常重要,在样品制备的过程中,具有与线粒体相同沉降系数的成分会同线粒体一起沉降下来,如内质网、微粒体、胞浆蛋白的一些成分. 这些蛋白斑点出现在双相电泳胶上,会影响整体蛋白质组分析的结果. 因此提高样品的纯度至关重要. Scheffler等〔15〕采用多步percoll/metrizamide密度梯度离心纯化线粒体样品,双相电泳后鉴定出61个蛋白质,几乎全部是线粒体蛋白质. 4未来展望 随着人类基因组工作草图的完成,生命科学的研究进入后基因组时代,蛋白质组学的研究遂成为重点. 蛋白质组学旨在采用全方位、高通量的技术路线,确认生物体全部蛋白质的表达和功能模式,从一个机体、一个器官组织或一个细胞的蛋白质整体活动来揭示生命规律,并研究疾病的发生机制、建立疾病的早期诊断和防治方法. 抗体技术在线粒体蛋白质组学领域中具有重要的应用价值. 单克隆抗体还具有高度的特异性,应用于亲和层析技术中不仅可以去除组织细胞样品中高表达的蛋白质成分,同样也可以富集表达量极低的组分. 结合蛋白免疫转印、流式细胞术和免疫组织细胞化学,实现对相应蛋白质的定性、定量和细胞(内)定位分析. 与微阵列技术(芯片)结合,可以研制出含有成百上千种抗体的蛋白(抗体)芯片,这种新技术使得研究人员可以在一次实验中比较生物样品中成百上千的蛋白质的相对丰度,能够检测到样品中浓度很低的抗原,以实现蛋白质组学对复杂组分高通量、高效率的检测. 某些抗体可以特异性识别蛋白质翻译后修饰的糖基化或磷酸化位点、降解产物、功能状态和构象变化,成为基因芯片检测不可替代的补充. 抗体捕获组分的分析有助于蛋白质复合物及其相互作用的研究,也在新的蛋白质发现和确认方面提供重要信息和证据. 随着抗体技术的不断提高,抗体数目的不断增多,蛋白质组学的研究也将更加深入. 线粒体不仅参与细胞重要的生命活动,而且对于生物进化的研究也有重要意义. 随着线粒体研究热潮的到来,将有更多的蛋白质被发现,对于蛋白质功能的研究也将更加深入,相信线粒体蛋白质组的研究对于人类疾病的发病机制和早期诊断将做出重要贡献. 【参考文献】 〔1〕 Jiang X, Wang X. Cytochrome Cmediated apoptosis 〔J〕. Annu Rev Biochem, 2004,73: 87-106. 〔2〕 Chen XJ, Wang X, Kaufman BA, et al. Aconitase couples metabolic regulation to mitochondrial DNA maintenance 〔J〕. Science, 2005,307(5710): 714-717. 〔3〕 Petros JA, Baumann AK, RuizPesini E, et al. mtDNA mutations increase tumorigenicity in prostate cancer 〔J〕. PNAS, 2005,102(3):719-724. 〔4〕 Wonsey DR, Zeller KI, Dang CV. The cMyc target gene PRDX3 is required for mitochondrial homeostasis and neoplastic transformation 〔J〕. PNAS, 2002, 99(10): 6649-6654. 〔5〕 Taylor RW, Turnbull DM. Mitochondrial DNA mutations in human disease〔J〕. Nat Rev Genet, 2005,6:389-402. 〔6〕 Rabilloud T, Kieffer S, Procaccio V, et al. Twodimensional electrophoresis of human placental mitochondria and protein identification by mass spectrometry: toward a human mitochondrial proteome 〔J〕. Electrophoresis, 1998,19:1006-1014. 〔7〕 Fountoulakis M, Berndt P, Langen H, et al. The rat liver mitochondrial proteins〔J〕. Electrophoresis, 2002,23:311-328. 〔8〕 Mootha VK, Bunkenborg J, Olsen JV, et al. Integrated analysis of protein composition, tissue diversity, and gene regulation in mouse mitochondria 〔J〕. 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笨蛋,自己写嘛!!!!!!
字数可能有点超,你自己截取吧~~ 分子生物学(molecular biology) 在分子水平上研究生命现象的科学。研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结 构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。研究内容包括各种生命过程如光合作用、发育的分子机制、神经活动的机理、癌的发生等。 从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来,分子生物学是生物学的前沿与生长点,其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系 (中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系(即生物膜)。 生物大分子,特别是蛋白质和核酸结构功能的研究,是分子生物学的基础。现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究,从而出现了近30年来分子生物学的蓬勃发展。分子生物学和生物化学及生物物理学关系十分密切,它们之间的主要区别在于:①生物化学和生物物理学是用化学的和物理学的方法研究在分子水平,细胞水平,整体水平乃至群体水平等不同层次上的生物学问题。而分子生物学则着重在分子(包括多分子体系)水平上研究生命活动的普遍规律;②在分子水平上,分子生物学着重研究的是大分子,主要是蛋白质,核酸,脂质体系以及部分多糖及其复合体系。而一些小分子物质在生物体内的转化则属生物化学的范围;③分子生物学研究的主要目的是在分子水平上阐明整个生物界所共同具有的基本特征,即生命现象的本质;而研究某一特定生物体或某一种生物体内的某一特定器官的物理、化学现象或变化,则属于生物物理学或生物化学的范畴。 发展简史 结构分析和遗传物质的研究在分子生物学的发展中作出了重要的贡献。结构分析的中心内容是通过阐明生物分子的三维结构来解释细胞的生理功能。1912年英国 .布喇格和.布喇格建立了X射线晶体学,成功地测定了一些相当复杂的分子以及蛋白质的结构。以后布喇格的学生.阿斯特伯里和.贝尔纳又分别对毛发、肌肉等纤维蛋白以及胃蛋白酶、烟草花叶病毒等进行了初步的结构分析。他们的工作为后来生物大分子结晶学的形成和发展奠定了基础。50年代是分子生物学作为一门独立的分支学科脱颖而出并迅速发展的年代。首先是在蛋白质结构分析方面,1951年.波林等提出了 α-螺旋结构,描述了蛋白质分子中肽链的一种构象。1955年F.桑格完成了胰岛素的氨基酸序列的测定。接着 .肯德鲁和.佩鲁茨在X射线分析中应用重原子同晶置换技术和计算机技术分别于1957和1959年阐明了鲸肌红蛋白和马血红蛋白的立体结构。1965年中国科学家合成了有生物活性的胰岛素,首先实现了蛋白质的人工合成。 另一方面,M.德尔布吕克小组从1938年起选择噬菌体为对象开始探索基因之谜。噬菌体感染寄主后半小时内就复制出几百个同样的子代噬菌体颗粒,因此是研究生物体自我复制的理想材料。1940年.比德尔和.塔特姆提出了“一个基因,一个酶”的假设,即基因的功能在于决定酶的结构,且一个基因仅决定一个酶的结构。但在当时基因的本质并不清楚。1944年.埃弗里等研究细菌中的转化现象,证明了DNA是遗传物质。1953年.沃森和.克里克提出了DNA的双螺旋结构,开创了分子生物学的新纪元。在此基础上提出的中心法则,描述了遗传信息从基因到蛋白质结构的流动。遗传密码的阐明则揭示了生物体内遗传信息的贮存方式。1961年F.雅各布和J.莫诺提出了操纵子的概念,解释了原核基因表达的调控。到20世纪60年代中期,关于DNA自我复制和转录生成RNA的一般性质已基本清楚,基因的奥秘也随之而开始解开了。 仅仅30年左右的时间,分子生物学经历了从大胆的科学假说,到经过大量的实验研究,从而建立了本学科的理论基础。进入70年代,由于重组DNA研究的突破,基因工程已经在实际应用中开花结果,根据人的意愿改造蛋白质结构的蛋白质工程也已经成为现实。 基本内容 蛋白质体系 蛋白质的结构单位是α-氨基酸。常见的氨基酸共20种。它们以不同的顺序排列可以为生命世界提供天文数字的各种各样的蛋白质。 蛋白质分子结构的组织形式可分为 4个主要的层次。一级结构,也叫化学结构,是分子中氨基酸的排列顺序。首尾相连的氨基酸通过氨基与羧基的缩合形成链状结构,称为肽链。肽链主链原子的局部空间排列为二级结构。二级结构在空间的各种盘绕和卷曲为三级结构。有些蛋白质分子是由相同的或不同的亚单位组装成的,亚单位间的相互关系叫四级结构。 蛋白质的特殊性质和生理功能与其分子的特定结构有着密切的关系,这是形形色色的蛋白质所以能表现出丰富多彩的生命活动的分子基础。研究蛋白质的结构与功能的关系是分子生物学研究的一个重要内容。 随着结构分析技术的发展,现在已有几千个蛋白质的化学结构和几百个蛋白质的立体结构得到了阐明。70年代末以来,采用测定互补DNA顺序反推蛋白质化学结构的方法,不仅提高了分析效率,而且使一些氨基酸序列分析条件不易得到满足的蛋白质化学结构分析得以实现。 发现和鉴定具有新功能的蛋白质,仍是蛋白质研究的内容。例如与基因调控和高级神经活动有关的蛋白质的研究现在很受重视。 蛋白质-核酸体系 生物体的遗传特征主要由核酸决定。绝大多数生物的基因都由 DNA构成。简单的病毒,如λ噬菌体的基因组是由 46000个核苷酸按一定顺序组成的一条双股DNA(由于是双股DNA,通常以碱基对计算其长度)。细菌,如大肠杆菌的基因组,含4×106碱基对。人体细胞染色体上所含DNA为3×109碱基对。 遗传信息要在子代的生命活动中表现出来,需要通过复制、转录和转译。复制是以亲代 DNA为模板合成子代 DNA分子。转录是根据DNA的核苷酸序列决定一类RNA分子中的核苷酸序列;后者又进一步决定蛋白质分子中氨基酸的序列,就是转译。因为这一类RNA起着信息传递作用,故称信使核糖核酸(mRNA)。由于构成RNA的核苷酸是4种,而蛋白质中却有20种氨基酸,它们的对应关系是由mRNA分子中以一定顺序相连的 3个核苷酸来决定一种氨基酸,这就是三联体遗传密码。 基因在表达其性状的过程中贯串着核酸与核酸、核酸与蛋白质的相互作用。DNA复制时,双股螺旋在解旋酶的作用下被拆开,然后DNA聚合酶以亲代DNA链为模板,复制出子代 DNA链。转录是在 RNA聚合酶的催化下完成的。转译的场所核糖核蛋白体是核酸和蛋白质的复合体,根据mRNA的编码,在酶的催化下,把氨基酸连接成完整的肽链。基因表达的调节控制也是通过生物大分子的相互作用而实现的。如大肠杆菌乳糖操纵子上的操纵基因通过与阻遏蛋白的相互作用控制基因的开关。真核细胞染色质所含的非组蛋白在转录的调控中具有特殊作用。正常情况下,真核细胞中仅2~15%基因被表达。这种选择性的转录与转译是细胞分化的基础。 蛋白质-脂质体系 生物体内普遍存在的膜结构,统称为生物膜。它包括细胞外周膜和细胞内具有各种特定功能的细胞器膜。从化学组成看,生物膜是由脂质和蛋白质通过非共价键构成的体系。很多膜还含少量糖类,以糖蛋白或糖脂形式存在。 1972年提出的流动镶嵌模型概括了生物膜的基本特征:其基本骨架是脂双层结构。膜蛋白分为表在蛋白质和嵌入蛋白质。膜脂和膜蛋白均处于不停的运动状态。 生物膜在结构与功能上都具有两侧不对称性。以物质传送为例,某些物质能以很高速度通过膜,另一些则不能。象海带能从海水中把碘浓缩 3万倍。生物膜的选择性通透使细胞内pH和离子组成相对稳定,保持了产生神经、肌肉兴奋所必需的离子梯度,保证了细胞浓缩营养物和排除废物的功能。 生物体的能量转换主要在膜上进行。生物体取得能量的方式,或是像植物那样利用太阳能在叶绿体膜上进行光合磷酸化反应;或是像动物那样利用食物在线粒体膜上进行氧化磷酸化反应。这二者能量来源虽不同,但基本过程非常相似,最后都合成腺苷三磷酸。对于这两种能量转换的机制,P.米切尔提出的化学渗透学说得到了越来越多的证据。生物体利用食物氧化所释放能量的效率可达70%左右,而从煤或石油的燃烧获取能量的效率通常为20~40%,所以生物力能学的研究很受重视。对生物膜能量转换的深入了解和模拟将会对人类更有效地利用能量作出贡献。 生物膜的另一重要功能是细胞间或细胞膜内外的信息传递。在细胞表面,广泛地存在着一类称为受体的蛋白质。激素和药物的作用都需通过与受体分子的特异性结合而实现。癌变细胞表面受体物质的分布有明显变化。细胞膜的表面性质还对细胞分裂繁殖有重要的调节作用。 对细胞表面性质的研究带动了糖类的研究。糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等生物大分子结构与功能的研究越来越受到重视。从发展趋势看,寡糖与蛋白质或脂质形成的体系将成为分子生物学研究的一个新的重要的领域。 理论意义和应用 分子生物学的成就说明:生命活动的根本规律在形形色色的生物体中都是统一的。例如,不论在何种生物体中,都由同样的氨基酸和核苷酸分别组成其蛋白质和核酸。遗传物质,除某些病毒外,都是DNA,并且在所有的细胞中都以同样的生化机制进行复制。分子遗传学的中心法则和遗传密码,除个别例外,在绝大多数情况下也都是通用的。 物理学的成就证明,一切物质的原子都由为数不多的基本粒子根据相同的规律所组成,说明了物质世界结构上的高度一致,揭示了物质世界的本质,从而带动了整个物理学科的发展。分子生物学则在分子水平上揭示了生命世界的基本结构和生命活动的根本规律的高度一致,揭示了生命现象的本质。和过去基本粒子的研究带动物理学的发展一样,分子生物学的概念和观点也已经渗入到基础和应用生物学的每一个分支领域,带动了整个生物学的发展,使之提高到一个崭新的水平。 过去生物进化的研究,主要依靠对不同种属间形态和解剖方面的比较来决定亲缘关系。随着蛋白质和核酸结构测定方法的进展,比较不同种属的蛋白质或核酸的化学结构,即可根据差异的程度,来断定它们的亲缘关系。由此得出的系统进化树,与用经典方法得到的是基本符合的。采用分子生物学的方法研究分类与进化有特别的优越性。首先,构成生物体的基本生物大分子的结构反映了生命活动中更为本质的方面。其次,根据结构上的差异程度可以对亲缘关系给出一个定量的,因而也是更准确的概念。第三,对于形态结构非常简单的微生物的进化,则只有用这种方法才能得到可靠结果。 高等动物的高级神经活动是极其复杂的生命现象,过去多是在细胞乃至整体水平上研究,近年来深入到分子水平研究的结果充分说明高级神经活动也同样是以生物大分子的活动为基础的。例如,在高等动物学习与记忆的过程中,大脑中RNA和蛋白质的组成发生明显的变化,并且一些影响生物体合成蛋白质的药物也显著地影响学习与记忆的能力。又如,“生物钟”是一种熟知的生物现象。用鸡进行的实验发现,有一种重要的神经传递介质(5-羟色胺)和一种激素(褪黑激素)以及控制它们变化的一种酶,在鸡脑中的含量呈24小时的周期性变化。正是这种变化构成了鸡的“生物钟”的物质基础。 在应用方面,生物膜能量转换原理的阐明,将有助于解决全球性的能源问题。了解酶的催化原理就能更有针对性地进行酶的人工模拟,设计出化学工业上广泛使用的新催化剂,从而给化学工业带来一场革命。 分子生物学在生物工程技术中也起了巨大的作用,1973年重组DNA技术的成功,为基因工程的发展铺平了道路。80年代以来,已经采用基因工程技术,把高等动物的一些基因引入单细胞生物,用发酵方法生产干扰素、多种多肽激素和疫苗等。基因工程的进一步发展将为定向培育动、植物和微生物良种以及有效地控制和治疗一些人类遗传性疾病提供根本性的解决途径。 从基因调控的角度研究细胞癌变也已经取得不少进展。分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要的贡献。 [编辑本段]分子生物学的应用 1,亲子鉴定 近几年来,人类基因组研究的进展日新月异,而分子生物学技术也不断完善,随着基因组研究向各学科的不断渗透,这些学科的进展达到了前所未有的高度。在法医学上,STR位点和单核苷酸(SNP)位点检测分别是第二代、第三代DNA分析技术的核心,是继RFLPs(限制性片段长度多态性)VNTRs(可变数量串联重复序列多态性)研究而发展起来的检测技术。作为最前沿的刑事生物技术,DNA分析为法医物证检验提供了科学、可靠和快捷的手段,使物证鉴定从个体排除过渡到了可以作同一认定的水平,DNA检验能直接认定犯罪、为凶杀案、强奸杀人案、碎尸案、强奸致孕案等重大疑难案件的侦破提供准确可靠的依据。随着DNA技术的发展和应用,DNA标志系统的检测将成为破案的重要手段和途径。此方法作为亲子鉴定已经是非常成熟的,也是国际上公认的最好的一种方法。参考资料:蛋白质质谱分析研究进展 摘 要: 随着科学的不断发展,运用质谱法进行蛋白质的分析日益增多,本文简要综述了肽和蛋白质等生物大分子质谱分析的特点、方法及蛋白质质谱分析的原理、方式和应用,并对其发展前景作出展望。 关键词: 蛋白质,质谱分析,应用 前言: 蛋白质是生物体中含量最高,功能最重要的生物大分子,存在于所有生物细胞,约占细胞干质量的50%以上, 作为生命的物质基础之一,蛋白质在催化生命体内各种反应进行、调节代谢、抵御外来物质入侵及控制遗传信息等方面都起着至关重要的作用,因此蛋白质也是生命科学中极为重要的研究对象。关于蛋白质的分析研究,一直是化学家及生物学家极为关注的问题,其研究的内容主要包括分子量测定,氨基酸鉴定,蛋白质序列分析及立体化学分析等。随着生命科学的发展,仪器分析手段的更新,尤其是质谱分析技术的不断成熟,使这一领域的研究发展迅速。 自约翰.芬恩()和田中耕一()发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法及发明了对生物大分子的质谱分析法以来,随着生命科学及生物技术的迅速发展,生物质谱目前已成为有机质谱中最活跃、最富生命力的前沿研究领域之一[1]。它的发展强有力地推动了人类基因组计划及其后基因组计划的提前完成和有力实施。质谱法已成为研究生物大分子特别是蛋白质研究的主要支撑技术之一,在对蛋白质结构分析的研究中占据了重要地位[2]。 1.质谱分析的特点 质谱分析用于蛋白质等生物活性分子的研究具有如下优点:很高的灵敏度能为亚微克级试样提供信息,能最有效地与色谱联用,适用于复杂体系中痕量物质的鉴定或结构测定,同时具有准确性、易操作性、快速性及很好的普适性。 2.质谱分析的方法 近年来涌现出较成功地用于生物大分子质谱分析的软电离技术主要有下列几种:1)电喷雾电离质谱;2)基质辅助激光解吸电离质谱;3)快原子轰击质谱;4)离子喷雾电离质谱;5)大气压电离质谱。在这些软电离技术中,以前面三种近年来研究得最多,应用得也最广泛[3]。 3.蛋白质的质谱分析 蛋自质是一条或多条肽链以特殊方式组合的生物大分子,复杂结构主要包括以肽链为基础的肽链线型序列[称为一级结构]及由肽链卷曲折叠而形成三维[称为二级,三级或四级]结构。目前质谱主要测定蛋自质一级结构包括分子量、肽链氨基酸排序及多肽或二硫键数目和位置。 蛋白质的质谱分析原理 以往质谱(MS)仅用于小分子挥发物质的分析,由于新的离子化技术的出现,如介质辅助的激光解析/离子化、电喷雾离子化,各种新的质谱技术开始用于生物大分子的分析。其原理是:通过电离源将蛋白质分子转化为气相离子,然后利用质谱分析仪的电场、磁场将具有特定质量与电荷比值(M/Z值)的蛋白质离子分离开来,经过离子检测器收集分离的离子,确定离子的M/Z值,分析鉴定未知蛋白质。 蛋白质和肽的序列分析 现代研究结果发现越来越多的小肽同蛋白质一样具有生物功能,建立具有特殊、高效的生物功能肽的肽库是现在的研究热点之一。因此需要高效率、高灵敏度的肽和蛋白质序列测定方法支持这些研究的进行。现有的肽和蛋白质测序方法包括N末端序列测定的化学方法Edman法、C末端酶解方法、C末端化学降解法等,这些方法都存在一些缺陷。例如作为肽和蛋白质序列测定标准方法的N末端氨基酸苯异硫氰酸酯(phenylisothiocyanate)PITC分析法(即Edman法,又称PTH法),测序速度较慢(50个氨基酸残基/天);样品用量较大(nmol级或几十pmol级);对样品纯度要求很高;对于修饰氨基酸残基往往会错误识别,而对N末端保护的肽链则无法测序[4]。C末端化学降解测序法则由于无法找到PITC这样理想的化学探针,其发展仍面临着很大的困难。在这种背景下,质谱由于很高的灵敏度、准确性、易操作性、快速性及很好的普适性而倍受科学家的广泛注意。在质谱测序中,灵敏度及准确性随分子量增大有明显降低,所以肽的序列分析比蛋白容易许多,许多研究也都是以肽作为分析对象进行的。近年来随着电喷雾电离质谱(electrospray ionisation,ESI)及基质辅助激光解吸质谱(matrix assisted laser desorption/ionization,MALDI)等质谱软电离技术的发展与完善,极性肽分子的分析成为可能,检测限下降到fmol级别,可测定分子量范围则高达100000Da,目前基质辅助的激光解吸电离飞行时间质谱法(MALDI TOF MS)已成为测定生物大分子尤其是蛋白质、多肽分子量和一级结构的有效工具,也是当今生命科学领域中重大课题——蛋白质组研究所必不可缺的关键技术之一 [5] 。目前在欧洲分子生物实验室(EMBL)及美国、瑞士等国的一些高校已建立了MALDI TOF MS蛋白质一级结构(序列)谱库,能为解析FAST谱图提供极大的帮助,并为确证分析结果提供可靠的依据[6]。 蛋白质质谱分析研究进展 来自: 免费论文网 蛋白质的质谱分析方式 质谱用于肽和蛋白质的序列测定主要可以分为三种方法:一种方法叫蛋白图谱(proteinmapping),即用特异性的酶解或化学水解的方法将蛋白切成小的片段,然后用质谱检测各产物肽分子量,将所得到的肽谱数据输入数据库,搜索与之相对应的已知蛋白,从而获取待测蛋白序列。将蛋白质绘制“肽图”是一重要测列方法。第二种方法是利用待测分子在电离及飞行过程中产生的亚稳离子,通过分析相邻同组类型峰的质量差,识别相应的氨基酸残基,其中亚稳离子碎裂包括“自身”碎裂及外界作用诱导碎裂.第三种方法与Edman法有相似之处,即用化学探针或酶解使蛋白或肽从N端或C端逐一降解下氨基酸残基,形成相互间差一个氨基酸残基的系列肽,名为梯状测序(laddersequencing),经质谱检测,由相邻峰的质量差知道相应氨基酸残基。 蛋白消化 蛋白的基团越大,质谱检测的准确率越低。因此,在质谱检测之前,须将蛋白消化成小分子的多肽,以提高质谱检测的准确率。一般而言,6-20个氨基酸的多肽最适合质谱仪的检测。现今最常用的酶为胰蛋白酶(trypsin),它于蛋白的赖氨酸(lysine)和精氨酸(arginine)处将其切断。因此,同一蛋白经胰蛋白酶消化后,会产生相同的多肽。 基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量法(MALDI-TOF MS) [7] 简而言之,基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量仪是将多肽成分转换成离子信号,并依据质量/电荷之比(mass/charge,m/z)来对该多肽进行分析,以判断该多肽源自哪一个蛋白。待检样品与含有在特定波长下吸光的发光团的化学基质(matrix)混合,此样品混合物随即滴于一平板或载玻片上进行挥发,样品混合物残余水份和溶剂的挥发使样品整合于格状晶体中,样品然后置于激光离子发生器(lasersource)。激光作用于样品混合物,使化学基质吸收光子而被激活。此激活产生的能量作用于多肽,使之由固态样品混合物变成气态。由于多肽分子倾向于吸收单一光子,故多肽离子带单一电荷.这些形成的多肽离子直接进入飞行时间质量分析仪(TOFmassanalyzer)。飞行时间质量分析仪用于测量多肽离子由分析仪的一端飞抵另一端探测器所需要的时间。而此飞行时间同多肽离子的质量/电荷的比值成反比,即质量/电荷之比越高,飞行时间越短。最后,由电脑软件将探测器录得的多肽质量/电荷比值同数据库中不同蛋白经蛋白酶消化后所形成的特定多肽的质量/电荷比值进行比较,以鉴定该多肽源自何种蛋白.此法称为多肽质量指纹分析(peptidemassfin-gerprinting)。基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量法操作简便,敏感度高,同许多蛋白分离方法相匹配,而且,现有数据库中有充足的关于多肽质量/电荷比值的数据,因此成为许多实验室的首选蛋白质谱鉴定方法。 电子喷雾电离质谱测量法(electrosprayion-izationmassspectrometry,ESI-MS)[8 ] 同基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量法在固态下完成不同,电子喷雾电离质谱测量法是在液态下完成,而且多肽离子带有多个电荷,由高效液相层析等方法分离的液体多肽混合物,在高压下经过一细针孔。当样本由针孔射出时,喷射成雾状的细小液滴,这些细小液滴包含多肽离子及水份等其他杂质成分。去除这些杂质成分后,多肽离子进入连续质量分析仪(tan- demmassanalyzer),连续质量分析仪选取某一特定质量/电荷比值的多肽离子,并以碰撞解离的方式将多肽离子碎裂成不同电离或非电离片段。随后,依质量/电荷比值对电离片段进行分析并汇集成离子谱(ionspectrum),通过数据库检索,由这些离子谱得到该多肽的氨基酸序列。依据氨基酸序列进行的蛋白鉴定较依据多肽质量指纹进行的蛋白鉴定更准确、可靠。而且,氨基酸序列信息即可通过蛋白氨基酸序列数据库检索,也可通过核糖核酸数据库检索来进行蛋白鉴定。 蛋白质质谱分析研究进展 来自: 免费论文网 4.蛋白质质谱分析的应用 1981年首先采用FAB双聚焦质谱测定肽分子量,分析十一肽(Mr=1318),质谱中出现准分子离子[M+1]+=1319强峰。分子量小于6kDa肽或小蛋白质合适用FAB质谱分析,更大分子量的多肽和蛋自质可用MALDI质谱或ESI质谱分析。用MALDI-TOF质谱分析蛋自质最早一例是Hillen Kramp等[9]于1988年提出用紫外激光以烟酸为基质在TOF谱仪上测出质量数高达60kDa蛋白质,精确度开始只有,后改进到。质谱技术主要用于检测双向凝胶电泳或“双向”高效柱层析分离所得的蛋白质及酶解所得的多肽的质量,也可用于蛋白质高级结构及蛋白质间相互作用等方面的研究[10,11],三条肽段的精确质量数便可鉴定蛋白质。近年来,串联质谱分析仪发展迅猛,其数据采集方面的自动化程度、检测的敏感性及效率都大大提高,大规模数据库和一些分析软件(如:SEQUEST)的应用使得串联质谱分析仪可以进行更大规模的测序工作。目前,利用2D电泳及MS技术对整个酵母细胞裂解产物进行分析,已经鉴定出1484种蛋白质,包括完整的膜蛋白和低丰度的蛋白质[12];分析肝细胞癌患者血清蛋白质组成分[13],并利用质谱进行鉴定磷酸化蛋白研究工作[14]及采用质谱技术研究许旺细胞源神经营养蛋白(SDNP)的分子结构[15]等。 结束语: 在蛋白质的质谱分析中,质谱的准确性(accuracy)对测定结果有很大影响,因此质谱测序现在仍很难被应用于未知蛋白的序列测定。肽和蛋白的质谱序列测定方法具有快速、用量少、易操作等优点,这些都非常适合于现在科学研究的需要。我们相信,随着各种衍生化方法和酶解方法的不断改进,蛋白双向电泳的应用[16]以及质谱技术的不断完善,质谱将会成为多肽和蛋白质分析最有威力的工具之一。
母乳的成分母乳是产后女性乳房产生的用作哺育婴儿的汁液,母乳内含有乳铁蛋白、碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质、脂肪酸和牛磺酸等营养物质,是新生儿降生初期最主要的营养物质来源。对宝宝而言,母乳营养充足又均衡,乳汁内含有碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质,以及对宝宝脑部发育很重要的脂肪酸和牛磺酸等,而其中的蛋白质和幼细的脂肪粒,很容易被宝宝消化和吸收,令肠胃舒适。科学家通过实验检测母乳中的微生物,目前已经发现母乳含有超过700种细菌。这些细菌具体扮演的角色尚不清楚,但是这种微生物多样性能够帮助婴儿消化母乳或者促进婴儿的免疫体系形成。这项检测研究还发现,超重母亲的母乳以及计划剖腹产的母亲含有较少的细菌多样性,而意外剖腹产的母亲的母乳构成类似于顺产母亲的母乳。
乳铁蛋白的专利是对原有乳铁蛋白的分离纯化技术进行了成功升级,研发出专利技术生产的乳铁蛋白。
即乳铁蛋白-NFQ的生产方法,乳铁蛋白-NFQ采用先进纯化技术最大程度去除了内毒素、血管生成素及脂多糖,原料使用不高于50度的温度处理,提取出的乳铁蛋白纯度超过95%,具有9%~15%铁饱和水平。
乳铁蛋白作为营养免疫中的一个重要品类,受到众多奶粉品牌的青睐,其中有大约110个系列均添加乳铁蛋白,也成倍量级地推动乳铁蛋白消费心智。
Perraudin博士:
Perraudin博士一直致力于比利时母乳库的母乳研究,1970年到1983年,从母乳中提炼出乳铁传递蛋白、乳过氧化物酶和溶酶体酶,被称为母乳生物酶研究的先驱。
Jean-Paul Perraudin博士,世界乳铁蛋白大会组委会成员,致力于乳铁蛋白研究49年,在众多的国际性学术刊物上发表论文40余篇及撰写了3本关于乳铁蛋白研究的科学书籍。
他研发的生产乳转铁蛋白的方法,拥有7国专利证书,曾2次获得比利时政府颁发的科技创新奖,对于乳铁蛋白的研究深入透彻并拥有丰富的生产应用经验。
楼主大大是什么学习阶段的呢?